Detailansicht

Graphical visualization of 2D-atom-based descriptors in PLS-QSAR-equations using MOE SVL

Christoph Waglechner

Art der Arbeit

Diplomarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Betreuer*in

Gerhard Ecker

Volltext herunterladen
Volltext in Browser öffnen

DOI

10.25365/thesis.7801

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29603.04199.769362-8

Link zu u:search

(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract

(Deutsch)

SAR- und QSPR-Modelle werden vor allem zur Vorhersage von Moleküleigenschaften oder von biologischer Aktivität verwendet. Oft enthalten sie zusätzliche Informationen über die zugrundeliegende Struktur-Aktivitätsbeziehung und unterstützen deren Aufklärung. Eine der vielen publizierten Methoden, die einen Einblick in substrukturelle Information aus modellbasierten QSAR-Systemen erlauben, ist RQSPR von Gombar, das im Programm “visdom” enthalten ist. Es projiziert die Beiträge einzelner Atome eines Moleküls zur QSAR-Gleichung graphisch zurück auf das jeweilige Atom. Dadurch inspiriert, stellt diese Arbeit ein neues Programm vor, das die Visualisierung von Atombeiträgen anhand einer vordefinierten PLS-QSAR Gleichung erlaubt. Dank der Implementierung in SVL, der Skriptsprache von MOE (Molecular Operating Environment), können sowohl die graphischen Möglichkeiten als auch der Window Tool Kit der Applikation genutzt werden, wodurch eine anwenderfreundliche graphische Benutzerschnittstelle (GUI, graphical user interface) ermöglicht wird. Allerdings ist der Einsatz des Skripts auf sogenannte fragmentbasierte Deskriptoren beschränkt. Deren Gesamtwert setzt sich aus mehreren Einzelwerten, die jeweils einen Teil des Moleküls, ein Fragment, beschreiben, zusammen. In unserem Spezialfall muss die Fragmentgröße genau ein Atom betragen, trotzdem können rund 57% aller in MOE verfügbaren 2D-Deskriptoren eingesetzt werden. Zusätzlich sind die E-State-Deskriptoren von Hall und Kier im Skript implementiert. Um die graphische Darstellung weiter zu verbessern, existiert ein MLCS-Modul (Multiple Largest Common Substructure), das Atome und Bindungen, die alle Moleküle im Datensatz besitzen, hervorheben kann. Weiters sind verschiedene Visualisierungsoptionen und eine spezielle Ansicht verfügbar, die bis zu vier Moleküle gleichzeitig darstellt. In einer Proof-Of-Concept-Studie mit einem Datensatz aus 79 Propafenonen, die ABCB1 inhibieren, werden Anwendungsmöglichkeiten demonstriert. Einige in Vorarbeiten aufgezeigten Eigenschaften der Propafenone, die für die Aktivität wichtig sind, finden in die Gleichung Eingang, etwa Lipophilie oder pi-pi-Interaktionen. Andere Muster, etwa die Bedeutung von Wasserstoffakzeptoren, werden hingegen nicht repräsentiert.

Abstract

(Englisch)

QSAR or QSPR equations are mainly intended to predict physical properties or biological activity of chemical compounds, but they also contain further information which supports unveiling the underlying SAR of an equation, thus giving reasons for one molecule being active and a second not. Many approaches aiming at an extraction of substructural information out of model-based QSARs, created by various methods, have already been introduced, among them RQSPR by Gombar, which is included in the “visdom” tool set. It projects back contribution values to a molecule’s atoms. Inspired by this workflow, we present a new application which allows a user to visualize contributions of a molecule’s atoms to a predefined PLS-QSAR equation. Implemented in MOE (Molecular Operating Environment) SVL scripting language, it can both use MOE’s display options and MOE’s integrated window toolkit, which enables a user-friendly GUI application. The script’s backprojecting capability is restricted to so-called fragment based descriptors, thus descriptors calculated from values assigned to submolecular parts. The fragment size has to be one atom, nonetheless an amazing 57% of all MOE implemented 2D-descriptors are available, as well as the E-state descriptor set by Hall and Kier. An MLCS (multiple largest common substructure) feature highlighting atoms and bonds common to all molecules in the dataset, various display options and a special multiple-view mode additionally improve the visualization and make it highly customizable. A proof-of-concept study using a QSAR dataset of 79 propafenone-like ABCB1 inhibitors demonstrates the script’s basic appliance. It can be shown that some well-known structural features of the propafenones contributing to activity are preserved in the examplary PLS-QSAR equation, e.g. lipophilicity or pi-pi interactions. For other moieties already identified by multiple SAR studies on propafenones, e.g. hydrogen bond acceptor capabilites, results are ambiguous.

Autor*innen

Christoph Waglechner

Haupttitel (Englisch)

Graphical visualization of 2D-atom-based descriptors in PLS-QSAR-equations using MOE SVL

Paralleltitel (Deutsch)

Graphische Visualisierung von atom-basierten 2D-Deskriptoren aus PLS-QSAR-Gleichungen mit Hilfe von MOE SVL

Publikationsjahr

2009

Umfangsangabe

157 S. : Ill., graph. Darst.

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Gerhard Ecker

Klassifikationen

35 Chemie > 35.06 Computeranwendungen ,

44 Medizin > 44.40 Pharmazie, Pharmazeutika ,

44 Medizin > 44.42 Pharmazeutische Chemie

AC Nummer

AC07984258

Utheses ID

7034

Studienkennzahl

UA | 449 | | |

Detailansicht

Abstracts

Schlagwörter