Сочинение на тему ОБЗОР РАЗВИТИЯ QSAR
- Опубликовано: 16.10.2020
- Предмет: Здоровье, Наука
- Темы: Лекарство, Математические модели, математический, Фармакология, Химия
<Р> РЕЗЮМЕ
Количественные отношения структурной активности (QSAR) или количественные отношения структура-свойство (QSPR) представляют собой математические модели, которые пытаются связать структурные особенности соединения с его биологической или физико-химической активностью. Для разработки QSAR доступно множество коммерческих или бесплатных программ. Они включают в себя специализированное программное обеспечение для рисования химических структур, преобразования химических форматов файлов, создания трехмерных структур, расчета химических дескрипторов, разработки моделей QSAR. В этом обзоре представлены подробные сведения об истории QSAR, схематический обзор процесса QSAR, программы, используемые для разработки QSAR. , размеры, молекулярное представление и приложения для QSAR.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Процесс QSAR, рисование структуры, создание трехмерной структуры, расчет дескриптора.
ГРАФИЧЕСКИЙ РЕЗЮМЕ
<Р> INTRODUCTION1-4
QSAR, или количественные отношения структура-свойство (QSPR), представляют собой математические модели, которые пытаются связать структурные особенности соединения с его биологической или физико-химической активностью. Аналогичным образом, количественное соотношение структура – токсичность (QSTR) или количественное соотношение структура – фармакокинетика (QSPkR) используется, когда моделирование применяется в токсикологических или фармакокинетических системах.
КРАТКАЯ ИСТОРИЯ QSAR5-9
QSAR берет свое начало в области токсикологии, где Крос в 1863 году предложил связь, существовавшую между токсичностью первичных алифатических спиртов и их растворимостью в воде (Cros, 1863). Аналогично, Крам-Браун и Фрейзер (Crum-Brown and Fraser, 1868-1869) постулировали связь между химической конституцией и физиологическим действием в своих новаторских исследованиях в 1868 году следующим образом: вскоре после этого, Richet (1893), Meyer (1899) и Овертон (1901) отдельно обнаружил линейную корреляцию между липофильностью (например, коэффициентами распределения нефти и воды) и биологическими эффектами (например, наркотическими эффектами и токсичностью). К 1935 году Хамметт (1935, 1937) ввел метод учета влияния заместителей на реакцию
механизмы с помощью уравнения, которое учитывает два параметра
а именно (i) константа заместителя и (ii) константа реакции. Дополняя модель Хамметта, Тафт предложил в 1956 году подход к разделению полярных, стерических и резонансных эффектов заместителей в алифатических соединениях (Тафт, 1956). Вклад Хаммета и Тафта заложил механистическую основу для разработки QSAR / QSPR Ханшем и Фуджитой (1964) в их основополагающей разработке линейного уравнения Хенша, которое интегрировало гидрофобные параметры с электронными константами Хаммета. Проницательный рассказ о развитии
QSAR / QSPR можно найти в превосходной книге Hansch and Leo (1995).
Программное обеспечение для разработки QSAR
Для разработки QSAR доступно множество коммерческих или бесплатных программ. К ним относятся специализированное программное обеспечение для рисования химических структур, взаимопревращения форматов химических файлов, создания трехмерных структур, расчета химических дескрипторов, разработки моделей QSAR и универсального программного обеспечения, которое имеет все необходимые компоненты для разработки QSAR. Хорошим сайтом для ресурсов QSAR является веб-сайт Общества Хеминформатики и QSAR. На веб-сайте имеются списки программного обеспечения, наборов данных и ресурсов, относящихся к QSAR.
Чертеж структуры или преобразование файлов
ChemDraw 22
ChemDraw – коммерческое программное обеспечение для рисования и редактирования химической структуры. Он может быть упакован с другими программами, такими как ChemDraw ActiveX / Plugin Viewer, Chem3D, ChemBioFinder и ChemNMR, которые расширяют функциональные возможности программы. Помимо рисования и редактирования химических структур, программа предлагает интеграцию нарисованной структуры в документы Microsoft Office, преобразование структуры из имени (или имени из структуры), прогнозирование 13C и 1HNMR, запрос онлайновых баз данных и многие другие функции. ACD / ChemSketch 23
ACD / ChemSketch – это программное обеспечение для рисования химических структур, которое поставляется с другими функциями, такими как расчет молекулярных свойств, очистка 2D и 3D структур, присвоение имен структурам и прогнозирование журнала P. Программное обеспечение доступно в двух версиях: коммерческое и бесплатная версия. Бесплатная версия не включает ACD / Dictionary, техническую поддержку, расширение ACD / Lab для ChemDraw и функцию поиска файлов по структуре.
Откройте Babel24
Преобразование файлов на разных этапах разработки QSAR может быть необходимо для удовлетворения требований ввода различных программ. Преобразование файлов может быть легко сделано с помощью программного обеспечения, такого как Open Babel. Open Babel – это программа с открытым исходным кодом, которая позволяет пользователям искать, конвертировать файлы, анализировать или хранить данные из проектов молекулярного моделирования. Open Babel может конвертировать более 90 форматов химических файлов, а также имеет функции предварительной обработки соединений, такие как .adding
водородная связь. конвертировать дательные облигации. и .генерировать трехмерные координаты.
Создание 3D-структуры
<Р> CORINA25
CORINA – это одно из коммерческих программ, предлагаемых Molecular Networks. Он используется для создания трехмерной структуры соединений малого и среднего размера, что необходимо в качестве этапа предварительной обработки перед расчетом трехмерных молекулярных дескрипторов или исследованиями стыковки на основе структуры. CORINA может использоваться как компонент в Accelrys Pipeline Pilot или самостоятельно через графический интерфейс пользователя Javabased или интерфейс командной строки, который поддерживает пакетную обработку.
<Р> Concord26
Concord доступен как одно из приложений SYBYL. Это коммерческое программное обеспечение, которое быстро преобразует входные данные в трехмерные структуры. Основные преимущества Concord включают в себя множество встроенных параметров оптимизации геометрии и возможность обработки входных и выходных данных общих стандартных отраслевых форматов.
<Р> Frog27
Frog – это онлайн-инструмент для создания трехмерной конформации из 1D или 2D информации с использованием молекулярного силового поля Merck. Он доступен в качестве одной из веб-служб на [электронная почта защищена] . Лягушка принимает составные структуры в форме SMILES или SDF, ограниченные 5000 составов за представление. Более новая версия, Frog 2, способна принимать трехмерную информацию в качестве входных данных для создания нескольких конформаций. Лягушка может обрабатывать структуры только с общими атомами, и ионы во входном файле должны быть удалены в первую очередь.
<Р> smi23d28
smi23d – это программа с открытым исходным кодом, которую можно загрузить и скомпилировать для использования в Windows или Linux. Программа генерирует трехмерные структуры из строки SMILES. Он также доступен через веб-сервис REST, размещенный в Университете Индианы.
Расчет дескриптора
<Р> ADRIANA.Code29
ADRIANA.Code – это одно из коммерческих программ, предлагаемых Molecular Networks для вычисления молекулярных дескрипторов. Аналогично КОРИНА, АДРИАНА. Код может использоваться как компонент в Accelrys Pipeline Pilot или сам по себе через графический интерфейс пользователя или интерфейс командной строки. Рассчитанные дескрипторы включают дескрипторы физико-химических свойств, дескрипторы, связанные с формой и размером, автокорреляцию двухмерных межатомных распределений расстояний, автокорреляцию или радиальные функции распределения взвешенных межатомных трехмерных распределений расстояний и автокорреляцию расстояний между точками поверхности.
<Р> Dragon30
Dragon – это коммерческое программное обеспечение для расчета молекулярных дескрипторов. Он также имеет бесплатную веб-версию под названием E-Dragon, в которой используется версия Dragon 5.4. Следует отметить, что возможности E-Dragon более ограничены по сравнению с коммерческой версией, поскольку каждая заявка на работу может обрабатывать не более 149 соединений с максимум 150 атомами на соединение. В настоящее время версия Dragon 5.5 может рассчитывать 3224 молекулярных дескриптора, которые разделены на 22 блока. Эти блоки включают в себя конституционные или топологические дескрипторы, счетчики обхода и пути, индексы связности или информации, 2D-автокорреляции, дескрипторы BCUT, индексы топологических зарядов, дескрипторы 3D-MoRSE, дескрипторы WHIM, дескрипторы GETAWAY, счетчики функциональных групп, двухмерные отпечатки частот и т. Д. Dragon может работать как в Windows, так и в Linux, а также имеет простые функции для проведения предварительного графического и статистического анализа дескрипторов, например, гистограмм, графиков Парето, а также 2D- и 3D-диаграмм рассеяния.
<Р> Molconn-Z31
Molconn-Z – это коммерческое программное обеспечение для расчета молекулярных дескрипторов, которое работает на нескольких платформах, например, Windows, Mac OS X и Linux. Он рассчитывает индексы молекулярной связности, индексы формы каппа, индексы электрологического состояния, топологические показатели, количество подграфов и эксцентриситеты вершин.
<Р> Падель-Descriptor32
Мы выпустили первую версию PaDEL-Descriptor в 2008 году и недавно обновили ее до версии 2.0. PaDEL-Descriptor – это программное обеспечение на основе Java с открытым исходным кодом, разработанное с использованием набора для разработки химии для расчета молекулярных дескрипторов и отпечатков пальцев. В настоящее время он может рассчитывать 797 дескрипторов и 10 типов отпечатков пальцев, которые включают в себя 1D, 2D и 3D дескрипторы, например, дескрипторы электротологического состояния атомного типа, объем МакГоуэна, дескрипторы отношения молекулярной линейной свободной энергии, число колец, WHIM, Petitjean
индекс формы, количество химических субструктур, идентифицированных Лаггнером, и бинарные отпечатки пальцев и количество химических субструктур, идентифицированных Клекотой и Ротом. PaDEL-Descriptor работает как отдельная программа, а также доступна как версия Java Web Start. Он имеет графический пользовательский интерфейс, интерфейс командной строки, а также может использоваться как расширение RapidMiner. Программа также имеет некоторые сложные возможности предварительной обработки, такие как удаление соли, добавление водорода и преобразование в 3D.
<Р> Моделирование
<Р> KNIME33
Konstanz Information Miner (KNIME) – это платформа с открытым исходным кодом с возможностью конвейерной обработки данных для интеграции, обработки, анализа и исследования. Модули для предварительной обработки данных, моделирования, визуализации и т. Д. Организованы как «узлы», которые позволяют пользователям создавать потоки данных путем соединения этих узлов. В базовой версии KNIME более 100 узлов обработки. Он также интегрирует модули из WEKA и имеет плагин, который позволяет выполнять R
скрипты. Кроме того, он имеет химические узлы на основе набора для разработки химии (CDK), который позволяет рассчитывать молекулярные свойства и отпечатки пальцев. Пользовательские узлы могут быть легко реализованы в KNIME. Это позволяет таким организациям, как Tripos, ChemAxon и
предлагают свои коммерческие инструменты в качестве расширений KNIME (узлов).
<Р> RapidMiner34
RapidMiner – это система с открытым исходным кодом с большим набором алгоритмов для анализа данных и разработки моделей. Существует более 500 операторов для обработки данных, разработки моделей, оценки и визуализации, а также интегрирована еще одна библиотека моделирования, WEKA. Он имеет параметры .Optimize. оператор, который позволяет полуавтоматизировать поиск параметров. Программное обеспечение может работать на основных платформах, таких как Windows, Linux и Mac OSX. Пользователи могут визуализировать рабочий процесс моделирования в форме интуитивно понятного интерфейса процесса, а пользователи также могут легко добавлять свои собственные алгоритмы в виде расширений, написанных на Java, в RapidMiner.
<Р> WEKA35
WEKA содержит обширную подборку методов и инструментов моделирования для предварительной обработки, классификации, регрессии, кластеризации и визуализации данных, которые организованы в различные разделы в WEKA Explorer. Это программное обеспечение с открытым исходным кодом, которое может работать на основных платформах, таких как Windows, MacOSX и Linux. WEKA Explorer используется для большинства задач моделирования. В качестве альтернативы, поток знаний WEKA, который является графическим интерфейсом программного обеспечения, может использоваться, чтобы позволить пользователю видеть поток обработки данных или моделирования. ВЕКА является гибким
программное обеспечение в качестве новых методов анализа может быть легко добавлено пользователем с помощью собственной реализации алгоритмов или загрузок из проектов, связанных с .WEKA.
<Р> Orange36
Orange – бесплатная программа, которая предлагает инструменты для простой подготовки, оценки, визуализации, классификации, регрессии и кластеризации данных. Каждая из этих функций доступна в виде виджетов, и пользователю потребуется соединить эти виджеты в потоке для анализа данных, аналогично WEKA Knowledge Flow и KNIME. Имеет данные .Select. виджеты, которые позволяют легко манипулировать и фильтровать данные. Хотя Orange не имеет виджетов для автоматической оптимизации параметров и имеет меньше операторов по сравнению с такими программами, как WEKA или RapidMiner, разнообразие достаточно для многих задач моделирования.
<Р> TANAGRA37
TANAGRA – это программное обеспечение с открытым исходным кодом, содержащее инструменты для анализа данных, статистики, моделирования и исследования базы данных. Некоторые из этих инструментов являются приложениями для выбора признаков, построения признаков, например, анализа главных компонентов, описательной статистики, t-критерия, различных алгоритмов кластеризации и методов моделирования, таких как множественная линейная регрессия, деревья регрессии, SVM, случайный лес, наивный байесовский классификатор и деревья решений. Веб-сайт TANAGRA содержит коллекцию всесторонних руководств, описывающих использование этих приложений.
<Р> MATLAB
MATLAB – это коммерческое программное обеспечение, которое предоставляет интерактивную систему для разработки алгоритмов, визуализации данных, анализа данных и численных расчетов с широким применением в обработке изображений, финансовом анализе, вычислительной биологии и так далее. Данные можно легко анализировать с помощью готовых к использованию функций, но пользователям также разрешается настраивать некоторые из этих инструментов или добавлять свои собственные алгоритмы для использования. Он также имеет функции для интеграции алгоритмов на основе MATLAB
с внешними приложениями и языками, такими как Microsoft Excel, Java и Cþþ. Это позволяет разрабатывать QS …
Несмотря на то, что в клинических условиях много раз наблюдали преимущества эффекта плацебо у пациентов, внимательно изучая пациентов, проходящих лечение от болезни Паркинсона, лечения боли
Полимеры представляют собой большие молекулы и имеют одну и ту же структурную единицу, повторяющуюся снова и снова, и эти повторяющиеся единицы известны как мономеры. Эти
Доставка кесарева сечения также называется доставкой кесарева сечения. Этот способ включает развертывание операции по доставке детей, то есть одного или нескольких. Роды кесарева сечения часто