SLIGHS 임의 대상 사양

SMILES arbitrary target specification

SMIGHS 임의 표적 사양(SMARTS)은 분자의 하부 구조 패턴을 지정하기 위한 언어다.SMARTS 선 표기법은 표현력이 뛰어나며 매우 정밀하고 투명한 하위구조 사양과 원자 입력이 가능하다.null

SMARTS는 분자 구조를 인코딩하는 데 사용되는 스마일즈 선 표기법과 관련이 있으며, 스마일즈는 원래 데이라이트 화학 정보 시스템(David Weinner)과 동료들이 개발한 것과 유사하다.SMARTS 언어에 대한 가장 포괄적인 설명은 Eline's SMARTS 이론 매뉴얼,[1] 자습서 및 예제에서 확인할 수 있다.[3]OpenEye Scientific Software는 기존의 데이라이트 버전과 다른 SMARTS 버전을 개발했다.R설명자(아래 주기 참조)를 정의한다.null

SMARTS 구문

원자성

원자는 기호나 원자 번호로 지정할 수 있다.앨리파틱 탄소는 다음과 같다.[C], 방향족 탄소 기준[c]그리고 어떤 탄소라도[#6]또는[C,c]와일드카드 기호*,A그리고a원자, 편백 원자, 방향 원자를 각각 일치시킨다.암묵적 하이드로겐은 원자의 특성으로 간주되며 아미노 그룹에 대한 SMARTS는 다음과 같이 쓸 수 있다.[NH2]. 설명자에 의해 충전이 지정+그리고-SMARTS에 예시된 바와 같이.[nH+](프로톤 방향족 질소 원자) 및[O-]C(=O)c (우회화 방향족복실산).null

채권

많은 채권 유형을 지정할 수 있다.-(싱글),=(이중),#(iii),:(iii) 및~(임의의)

연결성

그X그리고D설명자는 총 연결 수(암묵적 수소 원자 포함)와 명시적 원자에 대한 연결을 지정하는 데 사용된다.그러므로[CX4]탄소 원자를 다른 4개의 원자와 결합하는 동안[CD4]2차 탄소와 일치한다.null

순환성

원래 일광에서 정의한 대로R설명자는 링 멤버십을 지정하는 데 사용된다.주기적 시스템의 일광 모델에서 가장 작은 고리 집합(SSSR)[4]을 링 멤버십의 기준으로 사용한다.예를 들어, 인도일은 9mm의 링이 아니라 6mm의 링과 융합된 5mm의 링으로 인식된다.고리 융합을 구성하는 두 개의 탄소 원자가 일치할 것이다.[cR2]그리고 다른 탄소 원자는 일치할 것이다.[cR1].

SSSR 모델은 SMARTS 구현 시 사용되는 OpenEye에[5] 의해 비판 받아왔다.R원자에 대한 고리 결합의 수를 나타내기 위해서.링 융합의 두 탄소 원자가 일치한다.[cR3]그리고 다른 탄소는 일치한다.[cR2]SMARTS의 OpenEye 구현에 있어.숫자 없이 사용되며,R예를 들어, 두 구현에서 링에 원자를 지정한다.[CR](알리파틱 탄소 원자(링)).null

소문자r원자가 구성원인 가장 작은 고리의 크기를 지정한다.고리 융합의 탄소 원자는 둘 다 일치할 것이다.[cr5]. 예를 들어, 결합은 순환으로 지정할 수 있다.C@C고리 안에 직접 접합된 원자를 일치시킨다.null

논리 연산자

4개의 논리 연산자는 원자 및 본드 설명자의 결합을 허용한다.'and' 연산자;양성자 1차 아민은 다음과 같이 정의하는데 사용될 수 있다.[N;H3;+][C;X4]. '또는' 연산자,우선 순위가 더 높아서[c,n;H]암묵적 수소로 (탄소 또는 방향성 질소)를 규정한다.'and' 연산자&보다 높은 우선순위를 가지고 있다,그렇게[c,n&H]방향성 탄소 또는 (암묵성 수소를 포함한 질소)를 정의한다.null

not' 연산자!불포화 알립화 탄소를 다음과 같이 정의하는데 사용될 수 있다.[C;!X4]그리고 다음과 같은 순환 결합.*-!@*.

재귀 SMARTS

재귀 SMARTS는 원자 환경의 상세한 사양을 허용한다.예를 들어, 페놀의 (전기 방향족 치환에 관한) 정형 및 파라 탄소 원자는 보다 반응성이 높은 것으로 정의할 수 있다.[$(c1c([OH])cccc1),$(c1ccc([OH])cc1)].

SMARTS의 예

SMARTS의 많은 예시들이 일광 절약 시간에 의해 조립되었다.null

리핀스키의 '5대 규칙'[6]을 적용하기 위해 사용되는 수소 결합 기증자와 수용자의 정의는 SMARTS에서 쉽게 코딩된다.기증자는 질소 또는 산소 원자로 정의되며, 수소 원자는 적어도 하나 이상 직접 결합된다.

[N,n,O;!H0]또는[#7,#8;!H0](기존 산소는 결합 수소를 가질 수 없음)

수용기는 질소 또는 산소로 정의된다.

[N,n,O,o]또는[#7,#8]

생리학적 pH에서 양성될 가능성이 있는 알리파아민의 간단한 정의는 다음과 같은 재귀적 SMARTS로 작성할 수 있다.

[$([NH2][CX4]),$([NH]([CX4])[CX4]),$([NX3]([CX4])([CX4])[CX4])]

실제 애플리케이션에서CX4아민을 생리적 pH에서 양성하기에 불충분하게 기초가 되는 CF와3 같은 전자 인출 그룹과의 일치를 방지하기 위해 원자를 보다 정확하게 정의해야 할 것이다.null

SMARTS는 음이온 중심과 같은 약리학적 요소를 인코딩하는 데 사용될 수 있다.다음 예에서 재귀성 SMARTS 표기법은 정상적인 생리학적 조건에서 음이온적일 가능성이 높은 산소 원자의 정의에서 산성 산소와 테트라졸 질소를 결합하는 데 사용된다.null

[$([OH][C,S,P]=O),$([nH]1nnnc1)]

위의 SMARTS는 산성 히드록실 및 테트라졸 N-H와 일치할 것이다.카르복실산이 탈염되면 음전하가 두 산소 원자에 걸쳐 소산되며 음전하를 음이온성으로 지정하는 것이 바람직할 수 있다.이는 다음과 같은 SMARTS를 사용하여 달성할 수 있다.

[$([OH])C=O),$(O=C[OH])]

SMARTS의 응용

SMARTS가 허용하는 정밀하고 투명한 하위구조 규격은 많은 애플리케이션에서 활용되었다.null

SMARTS에 정의된 하부구조 필터는 고투과 스크리닝을 위한 화합물의 전략적 풀링을 수행할 때 바람직하지 않은 화합물을 식별하기 위해 사용되어 왔다.REOS(Swill의 신속한 제거) 절차는 SMARTS를 사용하여 화학 구조물의 데이터베이스에서 반응성, 독성 및 기타 바람직하지 않은 해미티를 걸러낸다.null

RECAP(Retrosynthetic Combinatorial Analysis Procedure)는 SMARTS를 사용하여 결합 유형을 정의한다.RECAP는 정의된 유형의 결합을 깨뜨려 구조물의 파편을 생성하는 분자 편집기로, 이 중 원래 링크 포인트는 동위원소 라벨을 사용하여 지정된다.파편 발생 여부를 생물학적으로 활성 화합물 데이터베이스를 검색하면 특권 구조 모티브를 식별할 수 있다.분자 슬라이서는 RECAP과 유사하며 시판되는 경구용 약품에서 흔히 발견되는 파편을 식별하는 데 사용되어 왔다.null

Rederface 프로그램은[11] 양성자 상태, 수소 수, 형식 전하, 동위원소 중량, 결합 순서 등 데이터베이스에 있는 분자의 많은 하위 구조상 특징을 자동으로 수정할 수 있는 범용 분자 편집기이다.가죽페이스가 사용하는 분자 편집 규칙은 SMARTS에 정의되어 있다.가죽면은 태토메릭 상태와 이온화 상태를 표준화하고 가상 심사를 위한 데이터베이스를[12] 준비하기 위해 이를 설정 및 열거하는 데 사용할 수 있다.일치하는 분자 쌍 분석에는 다양한 구조 유형에 걸쳐 구조적 변화(예: 염소와 수소의 대체)의 영향을 정량화할 수 있는 가죽면이 사용되어 왔다.[13]null

ALADIN은[14] SMARTS를 사용하여 약리학자의 인식점(예: 중성 수소 결합 수용자)을 정의하는 약리학 매칭 프로그램이다.약리학적 일치의 주요 문제는 생리학적 pH에서 이온화될 가능성이 있는 기능 그룹이 일반적으로 구조 데이터베이스에 중립 형태로 등록된다는 것이다.ROCS 형상 일치 프로그램은 SMARTS를 사용하여 원자 유형을 정의할 수 있다.[15]

참고 및 참조

  1. ^ SMARTS 이론 매뉴얼, 일광 화학 정보 시스템, 샌타페, 뉴멕시코 주
  2. ^ SMARTS 자습서, 일광 화학 정보 시스템, 산타페, 뉴멕시코 주
  3. ^ SMARTS의 예, 일광 화학 정보 시스템, 산타페, 뉴 멕시코.
  4. ^ Downs, G.M.; Gillet, V.J.; Holliday, J.D.; Lynch, M.F. (1989). "A Review of Ring Perception Algorithms for Chemical Graphs". J. Chem. Inf. Comput. Sci. 29 (3): 172–187. doi:10.1021/ci00063a007.
  5. ^ "Smallest Set of Smallest Rings (SSSR) considered Harmful". Archived from the original on October 14, 2007. Retrieved 2017-02-08.{{cite web}}: CS1 maint: bot: 원본 URL 상태 알 수 없음(링크), OEChem - C++ Manual, 버전 1.5.1, OpenEye Scientific Software, Santa Fe, New Mexican
  6. ^ Lipinski, Christopher A.; Lombardo, Franco; Dominy, Beryl W.; Feeney, Paul J. (2001). "Experimental and computational approaches to estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings". Advanced Drug Delivery Reviews. 46 (1–3): 3–26. doi:10.1016/S0169-409X(00)00129-0. PMID 11259830.
  7. ^ Hann, Mike; Hudson, Brian; Lewell, Xiao; Lifely, Rob; Miller, Luke; Ramsden, Nigel (1999). "Strategic Pooling of Compounds for High-Throughput Screening". Journal of Chemical Information and Computer Sciences. 39 (5): 897–902. doi:10.1021/ci990423o. PMID 10529988.
  8. ^ Walters, W.Patrick; Murcko, Mark A. (2002). "Prediction of 'drug-likeness'". Advanced Drug Delivery Reviews. 54 (3): 255–271. doi:10.1016/S0169-409X(02)00003-0. PMID 11922947.
  9. ^ Lewell, Xiao Qing; Judd, Duncan B.; Watson, Stephen P.; Hann, Michael M. (1998). "RECAPRetrosynthetic Combinatorial Analysis Procedure: A Powerful New Technique for Identifying Privileged Molecular Fragments with Useful Applications in Combinatorial Chemistry". Journal of Chemical Information and Computer Sciences. 38 (3): 511–522. doi:10.1021/ci970429i. PMID 9611787.
  10. ^ Vieth, Michal; Siegel, Miles G.; Higgs, Richard E.; Watson, Ian A.; Robertson, Daniel H.; Savin, Kenneth A.; Durst, Gregory L.; Hipskind, Philip A. (2004). "Characteristic Physical Properties and Structural Fragments of Marketed Oral Drugs". Journal of Medicinal Chemistry. 47 (1): 224–232. doi:10.1021/jm030267j. PMID 14695836.
  11. ^ Kenny, Peter W.; Sadowski, Jens (2005). "Structure Modification in Chemical Databases". Chemoinformatics in Drug Discovery. Methods and Principles in Medicinal Chemistry. pp. 271–285. doi:10.1002/3527603743.ch11. ISBN 9783527307531.
  12. ^ Lyne, Paul D.; Kenny, Peter W.; Cosgrove, David A.; Deng, Chun; Zabludoff, Sonya; Wendoloski, John J.; Ashwell, Susan (2004). "Identification of Compounds with Nanomolar Binding Affinity for Checkpoint Kinase-1 Using Knowledge-Based Virtual Screening". Journal of Medicinal Chemistry. 47 (8): 1962–1968. doi:10.1021/jm030504i. PMID 15055996.
  13. ^ Leach, Andrew G.; Jones, Huw D.; Cosgrove, David A.; Kenny, Peter W.; Ruston, Linette; MacFaul, Philip; Wood, J. Matthew; Colclough, Nicola; Law, Brian (2006). "Matched Molecular Pairs as a Guide in the Optimization of Pharmaceutical Properties; a Study of Aqueous Solubility, Plasma Protein Binding and Oral Exposure". Journal of Medicinal Chemistry. 49 (23): 6672–6682. doi:10.1021/jm0605233. PMID 17154498.
  14. ^ Van Drie, John H.; Weininger, David; Martin, Yvonne C. (1989). "ALADDIN: An integrated tool for computer-assisted molecular design and pharmacophore recognition from geometric, steric, and substructure searching of three-dimensional molecular structures". Journal of Computer-Aided Molecular Design. 3 (3): 225–251. doi:10.1007/BF01533070. PMID 2573695. S2CID 206795998.
  15. ^ OpenEye Scientific Software ROCS