Molsoft ICM-Pro 2026 V3.9-5_分子建模与AI药物设计软件

一、软件简介

MolSoft ICM-Pro v3.9-5是一款专业的分子建模、计算化学、结构生物学与计算机辅助药物设计软件，主要用于蛋白质结构分析、分子对接、虚拟筛选、配体设计、分子动力学模拟以及化学信息学研究。

该软件由MolSoft开发，将基于物理学的分子建模方法与人工智能技术相结合，为药物研发人员、计算化学研究人员、生物信息学研究人员和制药企业提供集成式研究环境。用户可以在同一软件平台中分析蛋白质及配体结构，研究分子之间的相互作用，并根据结合口袋的空间环境设计和优化候选化合物。

ICM-Pro v3.9-5于2026年1月发布，是ICM-Pro 3.9系列的重要版本之一。该版本重点增强了人工智能辅助配体设计、超大规模化学空间搜索、组合式分子对接和多肽建模能力，旨在提升先导化合物发现与优化的效率。

软件基本信息：

• 软件名称：MolSoft ICM-Pro

• 软件版本：v3.9-5

• 软件类型：分子建模、计算化学、药物设计、生物信息学

• 软件架构：64位版本

• 支持平台：Windows、Linux、macOS，具体兼容性取决于系统版本和安装包

• 主要应用：分子对接、虚拟筛选、蛋白质结构分析、配体设计、分子动力学模拟

ICM-Pro适合需要从靶点结构分析延伸到候选分子设计的研究流程。与单纯的分子可视化工具相比，它还包含分子结构编辑、能量优化、结合模式分析和计算筛选等功能，可用于构建较为完整的计算机辅助药物研发工作流。

需要注意的是，软件生成的结合构象、评分和人工智能预测结果属于计算模型结果，仍需结合实验数据、药理学知识及其他验证手段进行评估。

二、主要功能

1. 蛋白质结构分析与分子可视化

ICM-Pro提供蛋白质结构分析和三维分子可视化工具，可帮助研究人员观察蛋白质的空间构象、结合口袋以及配体与受体之间的相互作用。

主要功能包括：

• 查看和分析蛋白质三维结构。

• 观察蛋白质与小分子配体的结合模式。

• 分析结合口袋的空间形状和理化环境。

• 创建分子表面并显示静电性质。

• 研究蛋白质结构中的关键残基。

• 执行蛋白质突变及结构变化分析。

• 识别潜在的配体结合位点和蛋白质相互作用区域。

这些功能能够帮助研究人员理解靶点结构特征，为后续分子对接、结合位点研究及药物分子设计提供结构基础。

2. 分子对接与结合模式预测

分子对接是ICM-Pro的重要功能之一。软件可以将小分子配体放置到蛋白质的潜在结合区域，并通过构象搜索和评分函数评估可能的结合姿态。

主要功能包括：

• 小分子与蛋白质受体之间的分子对接。

• 配体柔性构象搜索。

• 结合口袋中的配体定位与姿态优化。

• 评估配体与受体之间的相互作用。

• 分析氢键、疏水作用及其他非共价相互作用。

• 根据评分结果对候选配体进行初步排序。

• 对配体结构进行交互式修改和优化。

ICM-Pro采用基于网格相互作用势的分子对接方法，在搜索配体构象时兼顾计算效率与结构合理性。研究人员可以利用对接结果筛选潜在活性分子，并进一步分析关键官能团与靶点残基之间的关系。

需要注意，分子对接评分不能直接等同于实验测得的结合亲和力，实际结果会受到受体构象、质子化状态、溶剂环境和评分方法等因素影响。

3. 人工智能辅助配体设计

ICM-Pro v3.9-5的重要更新之一，是进一步加强人工智能在先导化合物设计和优化中的应用。

该版本提供多种与分子生成、构象预测、对接和评分相结合的工作流程，可以根据靶点结合口袋的三维环境辅助生成候选分子结构。

主要应用包括：

• 根据蛋白质结合口袋设计新的化学基团。

• 为已有配体提出结构替换方案。

• 优化配体与受体之间的空间匹配。

• 将人工智能生成的分子纳入后续对接流程。

• 综合考虑结合评分、药物相关性质和可合成性指标。

• 帮助研究人员探索传统人工设计不容易覆盖的化学空间。

与仅根据二维结构生成分子的工具相比，这类工作流更加关注候选分子与具体靶点口袋之间的三维适配关系，有助于提升结构设计的针对性。

4. CombiRIDGE组合式分子对接

CombiRIDGE是ICM-Pro v3.9-5新增的重要功能之一，主要面向超大规模组合化学库的高通量筛选和配体优化。

该功能结合GPU加速、生成式神经网络构象枚举和图神经网络评分，可从已有的三维锚定片段出发，对不同化学取代基组合进行探索。

主要功能包括：

• 从预先对接的三维锚定结构开始进行分子扩展。

• 根据二维R基团信息生成完整的三维候选结构。

• 在蛋白质结合口袋中构建和优化配体构象。

• 利用GPU加速相关计算过程。

• 使用RTCNN评分评估候选结合姿态。

• 支持对不同取代基进行组合式搜索。

• 辅助开展先导化合物的结构优化与候选筛选。

CombiRIDGE尤其适用于保留关键锚定相互作用、同时探索周围取代基变化的设计场景，可以帮助研究人员在较大的组合化学空间中寻找具有潜在价值的候选结构。

5. groupGen生成式先导化合物优化

groupGen是该版本引入的生成式人工智能功能，主要用于根据靶点结合口袋的三维环境提出新的R基团替换方案。

该方法利用三维图神经网络表示局部受体环境，并生成在化学结构和空间位置上与结合口袋相适配的候选取代基。

主要功能包括：

• 根据已有配体提出R基团替换建议。

• 结合受体口袋环境生成候选化学基团。

• 考虑局部空间位阻和分子结构合理性。

• 将生成的类似物纳入后续分子对接。

• 结合RTCNN、VLS评分和可合成性指标进行排序。

groupGen适用于先导化合物优化阶段，可帮助研究人员围绕已有活性结构探索新的取代基组合。但生成结果仍需要经过化学合理性审查、计算验证和实验测试。

6. Ligand AIDE从头配体设计

Ligand AIDE是ICM-Pro v3.9-5引入的人工智能驱动分子设计功能，其名称中的AIDE代表Artificial Intelligent Design Evolution。

该功能采用迭代式设计思路，从已经对接的片段或初始分子出发，通过分子生长、结构替换、重新对接和候选筛选，逐步探索潜在的新配体。

主要功能包括：

• 从初始片段或已对接结构开始生成候选分子。

• 通过多轮迭代扩展和优化分子结构。

• 根据靶点结合环境调整分子取代基。

• 利用结合评分筛选候选结构。

• 综合考虑药物相关性质与可合成性。

• 辅助探索具有新结构特征的候选配体。

该功能适用于早期药物发现和先导结构探索，可将生成式人工智能与基于结构的分子评估相结合，减少完全依赖人工逐个构建分子的工作量。

7. 多肽建模与优化

ICM-Pro v3.9-5扩展了交互式配体编辑器中的多肽建模能力，为多肽药物和蛋白质相关研究提供更加完整的结构设计工具。

主要功能包括：

• 多肽残基级别的结构编辑。

• 连续多肽链的构建和处理。

• 多肽与受体之间的联合能量优化。

• 多肽二级结构的调整与优化。

• 利用RTCNN评分辅助评估多肽与靶点的结合情况。

• 支持特定类型的环化及订书肽建模工作流程。

这些功能可用于研究多肽与蛋白质靶点之间的相互作用，帮助研究人员调整多肽序列对应的三维结构，并探索潜在的结合模式。

对于多肽药物研发项目，建模结果可以作为候选分子设计和结构优化的参考，但不能代替实际的稳定性、活性和药代动力学实验。

8. GigaSearch 2.0超大规模化学空间搜索

GigaSearch 2.0用于在超大规模化合物数据库中执行结构相似性搜索和子结构搜索，适合需要从海量候选分子中寻找潜在先导化合物的研究任务。

主要功能包括：

• 根据输入分子搜索结构相似的化合物。

• 根据指定的化学子结构查找匹配分子。

• 支持超大规模化学库的搜索工作流。

• 利用优化后的分子指纹提高检索效率。

• 通过统计剪枝减少不必要的计算。

• 将搜索结果整合到ICM-Pro的分子分析流程中。

该版本的GigaSearch 2.0面向包含数十亿乃至更大规模化合物集合的搜索场景，能够帮助研究人员扩大候选分子的探索范围。

实际搜索速度取决于数据库规模、索引方式、硬件环境及搜索条件。特定化合物数据库的访问权限和相关功能也可能受到许可证限制。

9. 分子动力学模拟

ICM-Pro集成了基于OpenMM的分子动力学模拟功能，可用于研究分子体系随时间变化的结构行为。

主要功能包括：

• 开展蛋白质及分子复合物的动力学模拟。

• 使用GPU加速分子动力学计算。

• 分析分子体系的构象变化。

• 收集和查看模拟轨迹。

• 计算结构变化相关指标。

• 辅助评估蛋白质与配体复合物的稳定性。

通过分子动力学模拟，研究人员可以在静态结构分析的基础上进一步考察体系的动态变化。需要注意，ICM-Pro v3.9-5新增的多GPU支持、膜环境模拟等增强能力主要属于后续3.9系列版本的更新内容，不应全部视为3.9-5首次引入的功能。

10. 化学信息学与分子性质分析

ICM-Pro提供化学信息学工具，可用于分子结构管理、化学性质计算、相似性分析和候选化合物筛选。

主要功能包括：

• 计算分子相关理化性质。

• 分析分子结构与官能团。

• 进行化学结构相似性比较。

• 开展化学子结构搜索。

• 根据分子性质对候选化合物进行筛选。

• 对化合物进行分类、聚类和数据整理。

• 配合虚拟筛选结果开展候选分子优先级排序。

这些功能能够帮助研究人员将结构建模与化合物数据分析结合起来，提高候选分子管理和筛选的效率。

部分高级化学信息学工具、数据库和预测模型可能需要额外的产品模块或授权，具体可用功能取决于软件许可证配置。

11. 交互式三维配体编辑器

ICM-Pro的交互式三维配体编辑器能够让用户直接在蛋白质结合口袋中修改配体结构，并观察结构变化对分子相互作用和评分的影响。

主要功能包括：

• 在三维环境中编辑配体原子和化学基团。

• 调整分子键连接和局部构象。

• 旋转可旋转化学键并搜索不同构象。

• 根据结合口袋环境优化分子结构。

• 对编辑后的分子进行能量优化。

• 辅助分析配体结构变化与结合评分之间的关系。

这一功能特别适合药物化学研究人员开展先导化合物优化。例如，在保留关键结合基团的情况下，可以尝试替换其他取代基，以改善空间匹配、分子性质或潜在结合表现。

12. 蛋白质建模与同源建模

ICM-Pro还提供蛋白质建模和结构分析相关能力，可用于处理结构信息不完整的研究对象。

主要功能包括：

• 分析蛋白质序列与结构之间的关系。

• 开展蛋白质结构建模。

• 支持同源建模相关工作流程。

• 对蛋白质残基进行突变和结构分析。

• 辅助研究结合位点及蛋白质相互作用。

• 为分子对接提供受体结构基础。

对于尚未获得实验解析结构的靶点，研究人员可以结合可用结构信息建立模型，再用于后续计算研究。不过，模型准确性会影响对接和筛选结果，因此应尽可能使用可靠的结构数据并对模型进行质量评估。

三、系统要求

MolSoft ICM-Pro v3.9-5支持Windows、Linux和macOS等平台，也可用于具备适当环境的多处理器计算集群及云计算平台。具体支持的操作系统版本应以对应安装包和许可证配置为准。

1. 基础系统配置

以上内存和磁盘数值属于ICM软件通用CPU模块的基础参考，并不意味着能够满足大型分子建模、虚拟筛选或分子动力学项目的实际需求。

2. 推荐系统配置

上述推荐配置属于面向科研工作的实用建议，并非软件官方统一最低配置。

3. 安装与使用建议

1. 安装前确认操作系统版本、CPU架构及对应安装包是否兼容。

2. 如果主要开展蛋白质结构查看和小规模分子建模，可以先使用普通工作站测试工作流程。

3. 如果需要处理大规模虚拟筛选或化学空间搜索，应重点考虑内存容量、CPU性能、存储速度和数据库规模。

4. 如果计划使用GPU加速的分子对接或分子动力学功能，应提前确认显卡型号、驱动和相关计算模块的兼容性。

5. 如果需要使用MolScreen、ICM-VLS或其他扩展功能，应确认许可证是否包含相应模块。

四、更新内容

MolSoft ICM-Pro v3.9-5是3.9系列中的重要版本，主要围绕人工智能分子设计、组合式分子对接、多肽建模和超大规模化学空间搜索展开更新。

1. 新增CombiRIDGE高通量组合式对接

• 引入面向组合化学库的GPU加速对接工作流。

• 结合生成式神经网络构象枚举技术。

• 支持从已有三维锚定配体出发探索不同取代基。

• 利用GPU加速相关结构计算。

• 结合RTCNN评分对候选结合姿态进行评估。

• 提高大规模组合式配体设计的处理效率。

2. 新增groupGen生成式配体优化

• 引入基于三维图神经网络的化学基团生成方法。

• 根据蛋白质结合口袋环境提出R基团替换方案。

• 支持生成与局部受体环境相适配的候选取代基。

• 将生成结构整合到后续对接与评分流程。

• 综合考虑结合评分、分子性质和可合成性指标。

3. 新增Ligand AIDE从头配体设计

• 引入人工智能驱动的迭代式配体设计流程。

• 支持从初始片段或已对接分子开始生成候选结构。

• 通过分子生长、结构替换和重新对接探索候选化合物。

• 根据结合评分和药物相关性质筛选分子。

• 帮助研究人员探索新的先导化合物结构。

4. 扩展交互式配体编辑器的多肽建模能力

• 增加多肽残基级别编辑功能。

• 改进连续多肽链的结构处理。

• 支持多肽与受体的联合优化。

• 增加二级结构精修能力。

• 扩展订书肽相关建模工作流。

• 将多肽结构设计与结合评分结合起来。

5. 引入GigaSearch 2.0

• 增强超大规模化学数据库搜索能力。

• 支持结构相似性搜索和子结构搜索。

• 优化分子指纹和搜索剪枝机制。

• 面向数十亿乃至更大规模的化学空间。

• 加强搜索结果与ICM-Pro建模流程的衔接。

6. 增强人工智能与物理评分结合的设计流程

• 将分子生成与分子对接相结合。

• 通过结构评分辅助筛选候选分子。

• 支持从初始结构到候选分子优化的连续工作流。

• 提高大规模候选结构探索的自动化程度。

• 为先导化合物发现和优化提供更多计算工具。