Awọn ẹya
1. Ifihan si Imọye Oríkĕ ni Kemistri: Awọn ipa, Awọn aala, Afọwọsi ati Iwa 2. Aṣoju Molecular ati Ilana Kemikali: Ifọwọsi pẹlu SMILES, InChi ati RDKit 3. Asọtẹlẹ ifasẹyin ati ẹrọ: Ọja, Ipò ati Asọtẹlẹ Iṣe Ibajẹ 4. Atilẹyin Itumọ Spectrum: NMR, IR ati Mass Spectrometry 5. Atunwo Litireso ati Eto Iṣagbepọ: Orisun, Ilana ati Map 6. Onínọmbà Data Kemikali ati Python: pandas, Stoichiometry ati Iṣatunṣe 7. Asọtẹlẹ Ohun-ini Molikula ati QSAR: Ipinnu, pKa ati Awọn ifilelẹ awoṣe 8. Iwe-ipamọ yàrá: Iwe akiyesi idanwo, ELN ati Atunse 9. Aabo ati Igbelewọn Ewu: GHS, SDS ati Awọn Idiwọn ti Imọye Oríkĕ 10. Ìmúdájú, Hallucination, àti Ìdánilójú Ìjìnlẹ̀ 11. Eda eniyan ni Idanwo: Iwa, Aṣiri, Ojuse ati Ise-iṣẹ Ipari-si-Ipari
Ẹyọ 7 / 11

Asọtẹlẹ Ohun-ini Molikula ati QSAR: Ipinnu, pKa ati Awọn ifilelẹ awoṣe

Awọn anfani:

  • Agbara lati ṣe iyatọ laarin awọn ẹya iṣiro ipinnu ati awọn ẹya ifoju iṣiro ati pinnu awọn ipele igbẹkẹle
  • Agbara lati ṣe iṣiro agbegbe ni eyiti awoṣe jẹ igbẹkẹle nipa lilo ero ti agbegbe ohun elo
  • Agbara lati ni oye pe ọkan yẹ ki o lo awọn asọtẹlẹ abuda lati ṣe ipo awọn oludije ati ṣe ipinnu ikẹhin nipasẹ idanwo.

Ṣaaju ki o to ṣajọpọ moleku kan, a maa n beere pe: "Ṣe omi-tiotuka? Bawo ni ekikan ṣe? Ṣe o kọja awọ-ara sẹẹli naa? Ṣe o ṣee ṣe bi oludije oogun?" Sisọtẹlẹ awọn idahun si awọn ibeere wọnyi ṣaaju idanwo naa ṣafipamọ akoko pupọ. AI ati awọn awoṣe amọja rẹ (paapaa QSAR — Ibasepo Iṣe-iṣe pipo, ie awoṣe iṣiro ti o sọ asọtẹlẹ ohun-ini kan lati awọn alapejuwe igbekalẹ ti moleku) jẹ alagbara ninu awọn asọtẹlẹ wọnyi. Ṣugbọn awọn asọtẹlẹ wọnyi jẹ awọn asọtẹlẹ iṣeeṣe, kii ṣe awọn iwọn. Ninu ẹyọ yii, a yoo kọ ẹkọ nipa asọtẹlẹ ẹya, awọn agbara rẹ ati imọran pataki julọ, agbegbe ohun elo (agbegbe nibiti awoṣe jẹ igbẹkẹle).

Awọn ẹya wo ni asọtẹlẹ?

  • logP: Epo / omi ipin olùsọdipúpọ ti moleku; O ṣe afihan lipophilicity (fẹran ọra). Lominu ni gbigba oogun.
  • Solubility (logS): Bawo ni tiotuka ti o wa ninu omi.
  • pKa: Acidity/alkaliness; Awọn pH ni eyi ti ẹgbẹ kan ionizes.
  • TPSA: Topological pola dada agbegbe; O ti wa ni lo ni ifoju permeability.
  • Lipinski "Ofin ti marun": Awọn iloro ti o wulo fun iwuwo molikula, logP, nọmba awọn oluranlọwọ H-bond / awọn olugba ti awọn oludije oogun ẹnu.

Diẹ ninu awọn iye wọnyi jẹ iṣiro ipinnu (fun apẹẹrẹ TPSA, awọn nọmba H-bond) pẹlu awọn irinṣẹ bii RDKit; Diẹ ninu wọn jẹ awọn iṣiro iṣiro (logS, iṣẹ ṣiṣe ti ibi). Mọ iyatọ yii pinnu iye ti o gbẹkẹle.

Imọran: Ṣe iyatọ boya ẹya kan jẹ “iṣiro” (orisun-ofin, atunwi) tabi “sọtẹlẹ” (lati awoṣe, aidaniloju). Ni igbẹkẹle giga ninu awọn iṣiro, igbẹkẹle iṣọra ninu awọn asọtẹlẹ, ati rii daju awọn asọtẹlẹ nipasẹ idanwo.

Iwọn ti lilo: imọran pataki julọ

Awoṣe QSAR kan n ṣiṣẹ daradara lori awọn moleku ti o jọra si awọn ohun elo ti o ti ṣe ikẹkọ lori. Ti o ba fun moleku kan ti o yatọ pupọ si data ikẹkọ (fun apẹẹrẹ, egungun nla kan, egungun dani), awoṣe yoo tun gbe nọmba kan, ṣugbọn nọmba yẹn kii yoo jẹ igbẹkẹle. Eyi ni a npe ni "jije ni ita aaye ti ohun elo." Awọn awoṣe nigbagbogbo fun idahun; O jẹ iṣẹ rẹ lati sọ boya idahun jẹ igbẹkẹle tabi rara.

Paapaa o lewu paapaa nigbati awoṣe ede ba funni ni iye abuda kan: o gbe nọmba naa jade bi iye “iwa-iṣeeṣe”, laisi iṣiro ipilẹ. Nitorinaa ti o ba ṣeeṣe, gba awọn iye ẹya lati ọdọ ohun elo ipinnu (RDKit) tabi awoṣe QSAR kan ti o funni ni aidaniloju, kii ṣe lati awoṣe ede.

Igbesẹ nipasẹ igbese: asọtẹlẹ ẹya ailewu

  1. Jẹrisi moleku: Ṣọ SMILES pẹlu RDKit (apakan 2).
  2. Ṣe iṣiro awọn ipinnu ipinnu: MA, logP (iṣiro), TPSA, awọn nọmba ifunmọ H lati RDKit.
  3. Samisi awọn asọtẹlẹ lọtọ: Tọju awọn asọtẹlẹ awoṣe bii logS, iṣẹ ṣiṣe, ati bẹbẹ lọ pẹlu aami “asọtẹlẹ”.
  4. Ṣayẹwo agbegbe ohun elo: Ṣe moleku naa dabi data ikẹkọ bi? Ṣe o tobi pupọ / dani?
  5. Lo fun ipo, kii ṣe ipinnu: Lo awọn asọtẹlẹ si ipo awọn oludije; Awọn Gbẹhin wun ni ṣàdánwò.
  6. Pade nipasẹ idanwo: Daju awọn ohun-ini to ṣe pataki (solubility, pKa) nipasẹ wiwọn.

Mẹrin daakọ awọn awoṣe

1) Awọn ẹya ipinnu pẹlu RDKit:

lati rdkit import Chemfrom rdkit.Chem import Descriptors, rdMolDescriptorsmol = Chem.MolFromSmiles("CC(=O)Oc1ccccc1C(=O)O") # aspirinprint("MA:", round(Descriptors.MolWt(mol),2))tẹjade("):logP (calculated) yika (Descriptors.MolLogP (mol),2)) sita ("TPSA:", yika (Descriptors.TPSA (mol),1)) sita ("H-bond olugbeowosile:", rdMolDescriptors.CalcNumHBD (mol)) sita ("H-bond acceptor:", rdMolDescriptors.CalcNumHBA)) mol

2) Agbeyewo ofin Lipinski:

Molecule (SMILES): [SMILES] Iṣẹ-ṣiṣe: Ṣe iṣiro ibamu pẹlu ofin Lipinski ti marun pẹlu MA, logP, HBD, awọn iye HBA lati ṣe iṣiro lati RDKit. Samisi aami kọọkan lọtọ bi kọja/ikuna. Ofin: MAA ṢE ṣe awọn nọmba; Emi yoo gba lati ọdọ RDKit, o sọ asọye.

3) Iṣiro ẹya ara ẹrọ + ibeere aidaniloju:

Molecule (SMILES): [SMILES] Iṣẹ-ṣiṣe: Fun iṣiro agbara ti omi solubility (logS) (giga/alabọde/kekere) ati ṣe alaye idi pẹlu awọn ẹya ara ẹrọ. Maṣe fun nọmba gangan; Sọ pe eyi jẹ Asọtẹlẹ ati pe o nilo lati jẹrisi nipasẹ idanwo. Kilọ ti moleku naa ba ni eto dani (ewu ohun elo).

4) Ipo oludije (iṣaju nipasẹ asọtẹlẹ):

Ni isalẹ wa ni SMILES ti awọn ohun elo 5. Iṣẹ-ṣiṣe: Ṣe ipo wọn ni awọn ofin ti omi solubility (julọ tiotuka si o kere julọ) ti o da lori awọn ẹya ara ẹrọ (nọmba ti awọn ẹgbẹ pola, oruka, lipophilicity) .Kọ idalare fun ipinnu ipo kọọkan.Akiyesi: Eyi jẹ iru-iṣaaju; Aṣayan ikẹhin yoo ṣee ṣe nipasẹ wiwọn.

Ailagbara kiakia / Alagbara kiakia

Alailagbara:

Kini isọdọtun ti moleku yii?

AI ṣe nọmba kan ti ko si labẹ iṣiro (fun apẹẹrẹ “12 mg/mL”); O funni ni igboya ṣugbọn o le jẹ aṣiṣe.

Lagbara:

Molecule (SMILES): [SMILES].Iṣẹ: 1) Emi yoo fun logP, TPSA, HBD/HBA lati ṣe iṣiro pẹlu RDKit: [awọn iye].2) Da lori awọn iye wọnyi, tumọ boya ipinnu jẹ giga / alabọde / kekere.3) Fifun nọmba gangan; Sọ pe o jẹ amoro ati awọn idanwo ni a nilo.

Iyatọ naa: a mu awọn iye ipinnu lati inu ọkọ ati jẹ ki AI kan tumọ wọn; A beere ni gbangba fun aidaniloju ati iwulo fun idanwo.

Awọn oriṣi ẹya ati ipele igbẹkẹle

ẹya-ara

Bawo ni lati gba

igbekele

akiyesi

iwuwo molikula

RDKit (ipinnu ipinnu)

ga pupọ

Ge lati agbekalẹ

TPSA, HBD/HBA

RDKit (ipinnu ipinnu)

ga

orisun ofin

logP (ṣe iṣiro)

RDKit awoṣe

alabọde-giga

Le yapa lati esiperimenta

logS (ipinnu)

Iṣiro QSAR

alabọde

Da lori agbegbe ohun elo

pKa

pataki awoṣe

alabọde

O ṣubu ni eka kan be

ti ibi aṣayan iṣẹ-ṣiṣe

QSAR/ML

Ayípadà

Rii daju lati ṣe idanwo ati rii daju

mini igba

Ọran 1 - Nọmba awọn ipinnu ti o ni ibamu. Ọmọ ile-iwe kan beere lọwọ AI nipa solubility ti agbo kan; O gba idahun "25 mg/mL" o si ṣeto apẹrẹ esiperimenta gẹgẹbi. Iye gangan ni wiwọn jẹ ~ 2 mg/mL, iyatọ 10-fold. AI ti ṣe nọmba naa. Ẹkọ: maṣe gba awọn ohun-ini bi ipinnu bi awọn nọmba lati awoṣe ede; asọtẹlẹ didara + wiwọn.

Ọran 2 - Ita awọn dopin ti ohun elo. Awoṣe QSAR kan sọ pe “iṣẹ ṣiṣe ga” fun macromolecule nla kan ti o yatọ pupọ si eto ikẹkọ. Olumulo naa ṣe akiyesi pe moleku ko dabi data ikẹkọ ati pe asọtẹlẹ naa ko ni igbẹkẹle; Awọn ṣàdánwò fun gan kekere aṣayan iṣẹ-ṣiṣe. Ẹkọ: awoṣe nigbagbogbo dahun; Ti ko ba si aaye, idahun jẹ asan.

Ọran 3 - Lilo Lipinski deede. Lori moleku oludije kan, AI ṣe iṣiro Lipinski pẹlu awọn iye lati RDKit: MA 512 (> 500, aala ila), logP 4.8 (ọjo), HBD 2, HBA 7. Olumulo naa tumọ ni deede “iwọn kan wa ṣugbọn ofin ko jẹ pipe” ati pe ko ṣe imukuro moleku naa lapapọ. Ẹkọ: awọn ofin jẹ awọn itọnisọna, kii ṣe awọn ala; Tumọ pẹlu ọrọ-ọrọ.

Awọn aṣiṣe ti o wọpọ

  • Gbigba kika ẹya lati awoṣe ede. Awọn iye ti a ko ṣe iṣiro ni a ṣe; Lo ohun elo ipinnu tabi awoṣe pẹlu aidaniloju.
  • Fojusi aaye ti iwulo. Awoṣe n ṣe awọn nọmba fun moleku kọọkan; alaigbagbọ ni ita aaye.
  • Ṣiyesi wiwọn ifoju. logS jẹ iṣiro; Kii ṣe aropo fun ipinnu adanwo.
  • Ṣiyesi Lipinski ofin pipe. Oludije ti o wa ni aala ko ni imukuro laifọwọyi; Ọpọlọpọ awọn oogun rú ofin naa.
  • Idarudapọ “ṣe iṣiro” pẹlu “iṣiro.” TPSA ti wa ni iṣiro (ti o gbẹkẹle), iṣẹ ṣiṣe ni ifoju (aidaniloju).
Išọra: Awọn asọtẹlẹ ẹya jẹ nla fun ipo ati awọn oludije pataki; ṣugbọn kii ṣe lati pinnu ipinnu nikan. "Awọn awoṣe wi tiotuka" ni a ilewq; "Mo wọn, o tu" jẹ abajade kan.

Ni akojọpọ

  • Awọn ohun-ini molikula le jẹ asọtẹlẹ ṣaaju idanwo ati fi akoko pipọ pamọ.
  • Diẹ ninu awọn ẹya jẹ iṣiro ipinnu (MA, TPSA, HBD/HBA), diẹ ninu awọn iṣiro iṣiro (logS, iṣẹ ṣiṣe).
  • Agbegbe ti ohun elo jẹ imọran to ṣe pataki julọ: awoṣe nigbagbogbo n dahun, ṣugbọn kii ṣe igbẹkẹle ni ita agbegbe naa.
  • Gba awọn iṣiro ẹya lati RDKit tabi awoṣe aibikita, kii ṣe awoṣe ede.
  • Lo awọn asọtẹlẹ lati ṣe ipo awọn oludije; Ṣe awọn ik ipinnu nipa experimenting.

Ohun elo iṣẹ-ṣiṣe

Yan awọn moleku marun (fun apẹẹrẹ jara oogun kan). Ṣe iṣiro MA, logP, TPSA, HBD, HBA fun ọkọọkan pẹlu RDKit ati ṣe iṣiro Lipinski. Lọtọ, beere lọwọ AI fun iṣiro agbara kan (kii ṣe nọmba) ti solubility ti moleku kọọkan ati aaye kan ti ikilọ ohun elo. Gba awọn iye ipinnu ati awọn asọtẹlẹ AI ninu tabili kan. Kini molikula fun profaili ti o dabi oogun julọ julọ? Nibo ni aidaniloju ga julọ?

akojọ ayẹwo

  • [] Mo ṣe iyatọ laarin iṣiro ipinnu ati awọn ohun-ini asọtẹlẹ.
  • [] Mo n gba awọn iye ohun-ini lati ọdọ RDKit/awoṣe, kii ṣe awoṣe ede.
  • [] Mo ṣe akiyesi awọn moleku ni ita aaye ti iwulo.
  • [] Mo lo Lipinski bi itọsọna, kii ṣe ofin pipe.
  • [] Mo lo awọn asọtẹlẹ fun ipo ati ipinnu fun idanwo.
  • [] Mo ni ero lati mọ daju awọn ẹya pataki nipasẹ wiwọn.
Ti tẹlẹ Itele