[파이썬][라이브러리] NetworkX로 분자구조 그리기

해당 정보는 NetworkX 공식 홈페이지 문서를 기반으로 작성되었습니다.

공식 깃허브 홈페이지는 networkx

NetworkX란?

이전에는 RDKit에 대해 알아봤는데 NetworkX의 경우 복잡한 네트워크형 오픈소스 라이브러리이다. 공식 홈페이지에서는 역학의 기능을 생성하거나 조작 또는 연구에 사용된다고 명시되어있다.

설치하기

$ pip install networkx

pip을 통해서 보다 쉽게 설치가 가능하다.

$ pip install networkx[all]

• 공식 사이트에서는 선택적으로 설치를 하고 싶을 경우에 해당 명령어를 사용해서 all 위치에 다른 값을 넣으면 된다고 한다.

구현하기

from rdkit import Chem
import matplotlib.pyplot as plt
import networkx as nx

• 필요한 라이브러리 불러오기

  이전편과 마찬가지로 NetworkX로 분자구조를 그리려면 mol값이 필요하기때문에 같이 rdkit과 같이 사용해주는 것도 좋다.

smiles = 'CC(=O)NC1=CC(=C(C=C1)O)CN2CCN(C2)CC3=C(C=CC(=C3)NC(=O)C)O' # 아세트아미노펜의 SMILES 코드

mol = Chem.MolFromSmiles(smiles)

• 사용할 SMILES 코드를 불러온다.

Graph_mol = nx.Graph()

for atom in mol.GetAtoms(): # Atoms 정보를 원자 자체를 가져오는 명령어이다.
    G.add_node(atom.GetIdx(), # 결합의 인덱스를 가져온다. 분자의 순서같은 거
    labels=atom.GetSymbol(), # 원자 기호를 가져온다.
    atomic_num=atom.GetAtomicNum(), # 원자 번호를 설정하고 정수 값을 인수로 사용한다.
    formal_charge=atom.GetFormalCharge(),
    chiral_tag=atom.GetChiralTag(), # 키랄 유형
    hybridization=atom.GetHybridization(),
    num_explicit_hs=atom.GetNumExplicitHs(),
    is_aromatic=atom.GetIsAromatic())

원자 정보에 필요한 것들을 골라서 노드 정보에 담는다.

for bond in mol.GetBonds(): # 원자의 결합을 읽어오는 명령어이다.
    G.add_edge(bond.GetBeginAtomIdx(), # 결합의 첫 번쨰 원자를 가져온다.
    bond.GetEndAtomIdx(), # 결합의 첫 번째 원자의 인덱스를 가져온다.
    bond_type=bond.GetBondType(), # 본드의 유형을 가져온다.
    bond_type_value=bond.GetBondTypeAsDouble()) # 본드 유형을 이중으로 가져온다. 

nx.draw(Graph_mol)

• 이런식으로 RDKit보다는 다소 복잡하지만 분자의 구조를 직접 구현할 수 있다. 이 경우 직접 노드를 생성하면서 들어가기때문에 RDKit처럼 깔끔한 분자 구조가 아닌 형태로 나오게 된다.
  여기에 몇가지 코드를 추가적으로 작성하면 각각의 노드마다 레이블링을 한다거나 색상을 변경하거나 링크의 레이블링까지 모두 커스텀이 가능하다.
  그래서 다소 복잡한 유형의 분자구조를 직접 구현할 경우 매우 유용하게 쓰일 것이다.