На правах рукописи

На правах рукописи На правах рукописи

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

организации подструктурного поиска, кластеризации баз данных [150], так и для проведения исследований SAR [152]. Центрированные на связях фрагменты применялись также в системе DARC [227, 228]. 2.2.1.5. Фрагменты на основе максимальных общих подграфов Максимальный общий подграф (МОП) для множества графов определяется как подграф, который содержится во всех графах этого множества, но не содержится ни в одном другом МОП. В большинстве практически важных приложениях МОП определяется только для пар графов, т.е. для множеств, состоящих из двух графов. МОП могут быть найдены при помощи процедуры пересечения графов с использованием множества различных алгоритмов (см. обзор [235]), наиболее известный из которых состоит в поиске клик т.н. графов совместимости. Следует, однако, принять во внимание, что для пары графов может существовать несколько МОП. Основное преимущество использования МОП в качестве фрагментов в исследованиях SAR/QSAR/QSPR состоит в том, что разнообразие их строения ничем искусственно не ограничено, и поэтому с их помощью могут быть найдены ответственные за целевые свойства структурно сложные фрагменты, которые никак не могли бы попасть в поле зрения при рассмотрении только фрагментов, относящихся к какому-нибудь структурно однородному типу, такому как цепочки, циклы, ЦАФ и др.. Впервые фрагменты МОП были использованы в исследованиях SAR в начале 1980-ых годов А.Б. Розенблитом и В.Е. Голендером в рамках разработанного ими логико-комбинаторного подхода [130, 131, 236]. Поскольку в то время компьютеры были очень медленными, в практических приложениях авторам, однако, пришлось ограничиться операциями над редуцированными графами (см. обсуждение ниже), построенных на фармакофорных центрах. Следующий этап в применении фрагментов МОП в этой области относится к началу 1990-ых гг., когда их стали использовать для вычисления химического расстояния и проведения поиска по подобию [237]. В последнее время фрагменты МОП стали применять для кластеризации химических баз данных [238, 239] и, 76

кроме того, они снова стали использоваться для прогнозирования биологической активности органических соединений [194, 240, 241]. 2.2.1.6. Атомные пары и топологические мультиплеты Этот тип фрагментных дескрипторов был специально разработан для проведения исследований SAR для фармакологически важных свойств органических соединений. В его основе лежит понятие о дескрипторных центрах, под которыми подразумеваются атомы либо группы атомов, которые могли бы служить центрами межмолекулярных взаимодействий. Обычно в качестве дескрипторных центров берутся гетероатомы, ненасыщенные связи и ароматические циклы. Вторым важным элементом в спецификации этого типа дескрипторов является расстояние между дескрипторными центрами, под которым обычно подразумевают топологическое расстояние между атомами в химической структуре, либо кратчайшее расстояние между атомами, принадлежащими двум группам. В этом контексте, атомная пара определяется как пара дескрипторных центров вместе с расстоянием между ними. По аналогии с этим, топологический мультиплет определяется как мультиплет (обычно триплет) дескрипторных центров наряду с набором расстояний для каждой из их пар. Дескрипторы, относящиеся к этой категории, принимают обычно бинарные значения, указывающие на присутствие либо отсутствие соответствующих фрагментов в химической структуре. Таким образом, атомные пары являются частным случаем топологических мультиплетов. С позиций теории графов, атомные пары представляют собой цепочки со специфицированными типами терминальных вершин и обобщенными типами внутренних вершин и ребер в молекулярном графе. Топологические мультиплеты, однако, требуют более сложного описания с позиций теории графов. Атомные пары впервые были введены в практику проведения исследований SAR В.В. Авидоном и названы им фрагментарными кодами суперпозиции подструктур (ФКСП) [131, 242]. В дальнейшем сходные дескрипторы были предложены Кархартом (Carhart) с соавт. [243], которые их использовали для 77

организации подструктурного поиска, кластеризации баз данных [150], так и<br />

для проведения исследований SAR [152]. Центрированные на связях фрагменты<br />

применялись также в системе DARC [227, 228].<br />

2.2.1.5. Фрагменты на основе максимальных общих подграфов<br />

Максимальный общий подграф (МОП) для множества графов определяется<br />

как подграф, который содержится во всех графах этого множества, но не содержится<br />

ни в одном другом МОП. В большинстве практически важных приложениях<br />

МОП определяется только для пар графов, т.е. для множеств, состоящих<br />

из двух графов. МОП могут быть найдены при помощи процедуры пересечения<br />

графов с использованием множества различных алгоритмов (см. обзор<br />

[235]), наиболее известный из которых состоит в поиске клик т.н. графов<br />

совместимости. Следует, однако, принять во внимание, что для пары графов<br />

может существовать несколько МОП. Основное преимущество использования<br />

МОП в качестве фрагментов в исследованиях SAR/QSAR/QSPR состоит в том,<br />

что разнообразие их строения ничем искусственно не ограничено, и поэтому с<br />

их помощью могут быть найдены ответственные за целевые свойства структурно<br />

сложные фрагменты, которые никак не могли бы попасть в поле зрения при<br />

рассмотрении только фрагментов, относящихся к какому-нибудь структурно<br />

однородному типу, такому как цепочки, циклы, ЦАФ и др..<br />

Впервые фрагменты МОП были использованы в исследованиях SAR в<br />

начале 1980-ых годов А.Б. Розенблитом и В.Е. Голендером в рамках разработанного<br />

ими логико-комбинаторного подхода [130, 131, 236]. Поскольку в то<br />

время компьютеры были очень медленными, в практических приложениях авторам,<br />

однако, пришлось ограничиться операциями над редуцированными графами<br />

(см. обсуждение ниже), построенных на фармакофорных центрах. Следующий<br />

этап в применении фрагментов МОП в этой области относится к началу<br />

1990-ых гг., когда их стали использовать для вычисления химического расстояния<br />

и проведения поиска по подобию [237]. В последнее время фрагменты<br />

МОП стали применять для кластеризации химических баз данных [238, 239] и,<br />

76

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

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!