隨著生物化學(xué)的高速發(fā)展,相關(guān)生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)正以指數(shù)級增長,天然藥物小分子和人工合成小分子越來越多,Pubchem等常用藥物數(shù)據(jù)庫涉及近億種小分子,從藥物數(shù)據(jù)庫中篩選出符合要求的小分子化合物是藥物設(shè)計(jì)領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容,但小分子化合物的海量非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)使得先導(dǎo)化合物的篩選成為新藥研發(fā)的難點(diǎn)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)篩選存在耗時(shí)、耗力、耗資等問題,因此,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來解決藥物小分子篩選問題成為生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。但是,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行藥物小分子篩選主要存在兩個(gè)挑戰(zhàn),一是藥物分子的非結(jié)構(gòu)性,二是藥物分子的海量性。因此,如何高效地從非結(jié)構(gòu)化、海量藥物數(shù)據(jù)中篩選出具有相似分子片段的藥物小分子是生物信息研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。本文對以上問題進(jìn)行了研究,取得了如下研究成果:1)為了便于計(jì)算機(jī)篩選,一方面,對非結(jié)構(gòu)化的藥物化學(xué)式如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理進(jìn)行了研究;另一方面,對非結(jié)構(gòu)化藥物化學(xué)式的圖像信息進(jìn)行了研究。結(jié)合四川大學(xué)生物治療國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的降糖小分子篩選問題,提出了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)篩選方法。2)提出一種基于2D模型的藥物小分子篩選方法SMS-2D（Small Molecule Screening method ... 

【文章來源】：四川師范大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：51 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

藥物小分子的2D結(jié)構(gòu)式

四川師范大學(xué)碩士學(xué)位論文10同分異構(gòu)現(xiàn)象，這種具有相同分子式而結(jié)構(gòu)不同的化合物互為同分異構(gòu)體。很多同分異構(gòu)體有相似的性質(zhì)。同分異構(gòu)現(xiàn)象是有機(jī)化合物種類繁多數(shù)量巨大的原因之一，同分異構(gòu)體的組成和分子量完全相同而分子的結(jié)構(gòu)不同、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)也不相同。分子結(jié)構(gòu)式簡單直觀，以圖像的方式存儲。分子結(jié)構(gòu)式可存儲為2D格式或3D格式。圖像表示方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠直觀的觀察分子的結(jié)構(gòu)，原子與原子之間的鏈接關(guān)系，分子涉及的原子數(shù)和鍵值數(shù)一目了然；缺點(diǎn)在于圖像所需存儲空間大，分子相關(guān)物理信息和化學(xué)信息遺失多，且無法對分子的某些物理或化學(xué)屬性進(jìn)行分析。除此之外，2D的分子結(jié)構(gòu)式不能很好的表示分子的立體結(jié)構(gòu)，鍵角信息和二面角信息損失較多；3D的分子結(jié)構(gòu)式雖然能詳細(xì)展示原子與原子之間的立體結(jié)構(gòu)信息，但需要以專業(yè)的軟件或方式打開，并且3D的分子結(jié)構(gòu)展開為一個(gè)立體圖形，想要獲取全面的位置信息需要從不同角度進(jìn)行觀察，若想將某一分子的3D分子結(jié)構(gòu)以圖像格式存儲，則需要大量的圖片，既浪費(fèi)存儲空間，又造成信息冗余；若存儲為一張圖片，則需要專業(yè)的軟件，如ChemBio3D，不利于后期研究工作的展開。圖2.1藥物小分子的2D結(jié)構(gòu)式圖2.2藥物小分子的3D結(jié)構(gòu)式

?性ご?恚??腫悠?蜳和數(shù)據(jù)庫文件轉(zhuǎn)化為比對小分子信息PM和小分子數(shù)據(jù)集W；其次，每次取小分子數(shù)據(jù)集W中的一個(gè)小分子信息iM，計(jì)算iM與比對小分子pM的包含度i；然后，篩選出包含度i大于或等于閾值的小分子，并存入小分子數(shù)據(jù)集W"；最后，輸出小分子數(shù)據(jù)集W"中的所有小分子信息，并進(jìn)行可視化處理。因保密要求，本文以還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADPH為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，NADPH的分子結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。為便于對算法性能進(jìn)行測試，選取NADPH中的兩個(gè)不同分子片段P1、P2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其分子結(jié)構(gòu)如圖3.2-(a)、圖3.2-(b)所示。圖3.1NADPH的分子結(jié)構(gòu)


本文編號：3408845