На правах рукописи
Share Embed Flag
Download ePaper

На правах рукописи

На правах рукописи На правах рукописи

cdn.scipeople.com
from cdn.scipeople.com More from this publisher
19.11.2014 Views

Нейросетевое моделирование проводилось с использованием программного комплекса NASAWIN (см. раздел 8.2) и EMMA (см. раздел 8.1). Каждая исследуемая выборка разбивалась случайным образом на обучающую и контрольную подвыборки. Были изучены построенные на одинаковых наборах дескрипторов линейно-регрессионные и нейросетевые модели. Обучение ИНС проводилось по методу обобщенного дельта-правила со скоростью обучения, равной 0,25 и моментом 0,9. Обучение прерывалось в момент наступления переучивания. Предварительно нами был проведен отбор наиболее значимых дескрипторов с помощью множественной линейной регрессии. Для общей выборки такими дескрипторами оказались 3 дескриптора – Е LUMO (d 1 ), logP (d 4 ) и дескриптор, характеризующий наличие нитрогруппы в пара-положении (d 5 ). Результаты нейросетевого моделирования для общей выборки, содержащей 49 обучающих и 5 контрольных соединений, приведены в Табл. 25. С целью улучшения параметров модели в рамках заданных дескрипторов общая выборка из 54 соединений была разбита на 2 подвыборки структурнородственных соединений. Для первой подвыборки, состоящей из 33 гетероциклических аналогов пирена и фенантрена и замещенных флуоренонов, значимыми оказались все дескрипторы, за исключением липофильности (d 4 ). Для второй подвыборки, содержащей замещенные бифенилы, значимыми оказались дескрипторы E LUMO (d 1 ) и logP (d 4 ). Сравнивая между собой результаты отбора дескрипторов для различных выборок, легко заметить, что дескриптор Е LUMO выступает в роли основного, способного характеризовать мутагенную активность как молекул с конденсированными бензольными кольцами, так и производных бифенила. Чем энергия низшей свободной орбитали ниже, тем стабильнее соответствующие активные метаболиты, в частности первый в цепи восстановления нитрогруппы – анионрадикал, тем больше мутагенная активность. Вторым по значению дескриптором, характеризующим положение нитрогрупп, является d 5 , прямо пропорциональный мутагенной активности. Влияние мета- и орто- заместителей, уменьшающее планарность молекулы и ее активность, оказалось более важным для 242

молекул с конденсированными бензольными кольцами, чем для бифенилов. Следует отметить, что планарность молекулы для мутагенной активности нитроароматических соединений имеет особое значение [448]. Во-первых, планарные молекулы обладают большей способностью интеркалировать в ДНК, чем непланарные, и, во-вторых, полагают, что они имеют повышенное сродство к нитроредуктазам, чем другие соединения [449]. Липофильность оказалась несущественным параметром при описании активности производных с конденсированными бензольными кольцами. Модели, описанные в литературе для этих производных, также как и для бифенилов, как включают этот параметр [444], так и не включают его [443]. Этот факт можно объяснить тем, что липофильность играет второстепенную роль в определении мутагенной активности рассматриваемых соединений. Табл. 25. Статистические характеристики нейросетевых моделей Выборка Дескрипторы Метод Характеристики модели соединений входного слоя R RMSE t RMSE v Производные пирена, d 1 , d 2 , d 3 , d 5 , d 6 , ИНС 0.90 0.76 0.96 фенантрена, флуоренона d 7 МЛР 0.75 1.45 1.94 Замещенные бифенилы d 1 , d 4 ИНС 0.97 0.59 0.13 МЛР 0.80 1.21 1.34 Все соединения d 1 , d 4 , d 5 ИНС 0.87 1.30 1.57 МЛР 0.75 1.45 1.94 где R - коэффициент корреляции между предсказанной и экспериментальной величинами числа ревертантов для соединений обучающей выборки; RMSE t – среднеквадратичная ошибка воспроизведения числа ревертантов для соединений обучающей выборки (ln единицы); RMSE v - среднеквадратичная ошибка предсказания числа ревертантов для соединений контрольной выборки (ln единицы). Результаты нейросетевого моделирования для двух подвыборок родственных соединений также приведены в Табл. 25. Первая подвыборка содержала 30 соединений в обучающей выборке и 3 соединения в контрольной; вторая – 19 в обучающей и 2 в контрольной. Как видно из Табл. 25, наилучшая модель была получена для замещенных бифенилов, представляющих собой единый 243

Нейросетевое моделирование проводилось с использованием программного<br />

комплекса NASAWIN (см. раздел 8.2) и EMMA (см. раздел 8.1). Каждая<br />

исследуемая выборка разбивалась случайным образом на обучающую и контрольную<br />

подвыборки. Были изучены построенные на одинаковых наборах дескрипторов<br />

линейно-регрессионные и нейросетевые модели. Обучение ИНС<br />

проводилось по методу обобщенного дельта-правила со скоростью обучения,<br />

равной 0,25 и моментом 0,9. Обучение прерывалось в момент наступления переучивания.<br />

Предварительно нами был проведен отбор наиболее значимых дескрипторов<br />

с помощью множественной линейной регрессии. Для общей выборки такими<br />

дескрипторами оказались 3 дескриптора – Е LUMO (d 1 ), logP (d 4 ) и дескриптор,<br />

характеризующий наличие нитрогруппы в пара-положении (d 5 ). Результаты<br />

нейросетевого моделирования для общей выборки, содержащей 49 обучающих<br />

и 5 контрольных соединений, приведены в Табл. 25.<br />

С целью улучшения параметров модели в рамках заданных дескрипторов<br />

общая выборка из 54 соединений была разбита на 2 подвыборки структурнородственных<br />

соединений. Для первой подвыборки, состоящей из 33 гетероциклических<br />

аналогов пирена и фенантрена и замещенных флуоренонов, значимыми<br />

оказались все дескрипторы, за исключением липофильности (d 4 ). Для второй<br />

подвыборки, содержащей замещенные бифенилы, значимыми оказались дескрипторы<br />

E LUMO (d 1 ) и logP (d 4 ).<br />

Сравнивая между собой результаты отбора дескрипторов для различных<br />

выборок, легко заметить, что дескриптор Е LUMO выступает в роли основного,<br />

способного характеризовать мутагенную активность как молекул с конденсированными<br />

бензольными кольцами, так и производных бифенила. Чем энергия<br />

низшей свободной орбитали ниже, тем стабильнее соответствующие активные<br />

метаболиты, в частности первый в цепи восстановления нитрогруппы – анионрадикал,<br />

тем больше мутагенная активность. Вторым по значению дескриптором,<br />

характеризующим положение нитрогрупп, является d 5 , прямо пропорциональный<br />

мутагенной активности. Влияние мета- и орто- заместителей, уменьшающее<br />

планарность молекулы и ее активность, оказалось более важным для<br />

242

logo

products

Resources

Company

Terms of service
Privacy policy
Cookie policy
Cookie settings
Imprint
Change language
Made with love in Switzerland
© 2024 Yumpu.com all rights reserved

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!