Machine Learning for De Novo Molecular Generation: A Comprehensive Review

计算机科学 生成语法 人工智能 机器学习 对抗制 领域(数学) 软件部署 深度学习 数据科学 仿形(计算机编程) 人工神经网络 化学空间 计算模型 范围(计算机科学) 生成设计 实证研究 跟踪(心理语言学) 管理科学 生成模型 药物发现
作者
Yingjun Chen,Weiwei Xue
出处
期刊:ACS Chemical Neuroscience [American Chemical Society]
卷期号:17 (4): 666-680 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acschemneuro.5c00861
摘要

molecular design, enabling efficient exploration of a vast chemical space that remains inaccessible to traditional experimental approaches. This review provides a comprehensive survey of machine learning-driven molecular generation, systematically organizing the field across three foundational pillars: molecular representations, model architectures, and evaluation frameworks. We present a detailed taxonomy of state-of-the-art generative models, including Variational Autoencoders (VAEs), Generative Adversarial Networks (GANs), Recurrent Neural Networks (RNNs), Transformers, Diffusion Models, Normalizing Flows, and Hybrid Architectures, analyzing their underlying mechanisms, comparative strengths, and inherent limitations. Critically, we depart from purely descriptive surveys by systematically examining algorithmic failure modes and practical deployment challenges across model families. We discuss core applications spanning distribution learning and goal-directed generation. Special attention is given to challenging therapeutic domains such as Central Nervous System (CNS) drug discovery, where stringent constraints like blood-brain barrier (BBB) permeability and neurotoxicity mitigation demand multiparameter optimization. We critically evaluate the gap between computational benchmarks and practical medicinal chemistry, addressing synthetic feasibility and experimental validation. Subsequently, we highlight persistent theoretical, computational, and empirical challenges that currently limit widespread deployment, and outline promising future opportunities, including physics-informed architectures, large language models, and autonomous laboratories. This review aims to provide actionable insights for both machine learning researchers and medicinal chemists engaged in next-generation drug discovery.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Mormansm完成签到,获得积分10
刚刚
在水一方应助哼哼哈嘿采纳,获得10
1秒前
童新安完成签到,获得积分10
2秒前
七七八完成签到 ,获得积分10
4秒前
明理平文完成签到 ,获得积分10
4秒前
xiang发布了新的文献求助10
4秒前
温暖鲂完成签到 ,获得积分10
4秒前
科研通AI6.2应助东明采纳,获得10
5秒前
6秒前
沉静的含芙完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
Hello应助韩豆乐采纳,获得10
6秒前
DMF完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
饱满雁开发布了新的文献求助10
7秒前
田様应助贝尔摩德采纳,获得10
7秒前
7秒前
涵朱关注了科研通微信公众号
8秒前
陷进完成签到,获得积分10
8秒前
haishixigua完成签到,获得积分0
8秒前
cx完成签到,获得积分10
10秒前
yaoqing发布了新的文献求助10
11秒前
LLJJO发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
ruixuekuangben完成签到,获得积分0
12秒前
粟禾完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
向美而死发布了新的文献求助30
14秒前
老实人完成签到,获得积分10
15秒前
沉默初柳完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
16秒前
17秒前
韩豆乐发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
junshen完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Reading and Understanding Health Research 500
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7250612
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8873392
关于积分的说明 18727759
捐赠科研通 6930255
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199182
关于科研通互助平台的介绍 2374229
邀请新用户注册赠送积分活动 2173842