[發(fā)明專利]定量構(gòu)效關(guān)系輔助匹配分子對分析方法

在審

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• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111341390A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹東升;付麗;楊梓宜
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G16C20/50
• 分類號: G16C20/50;G16C20/70
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 李喆

1.一種定量構(gòu)效關(guān)系輔助匹配分子對分析方法，其特征在于，包括：

步驟1，對分子的結(jié)構(gòu)進行清洗、除鹽、去復(fù)合物，收集實驗數(shù)據(jù)，并對所述實驗數(shù)據(jù)進行預(yù)處理；

步驟2，計算分子描述符，根據(jù)所述分子描述符建立定量構(gòu)效關(guān)系模型；

步驟3，根據(jù)所述定量構(gòu)效關(guān)系模型預(yù)測現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫，擴增實驗數(shù)據(jù)；

步驟4，選出預(yù)測準(zhǔn)確的分子，將標(biāo)準(zhǔn)偏差作為到定量構(gòu)效關(guān)系模型的距離，從而評估模型的應(yīng)用域；

步驟5，將挑選出來預(yù)測準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和收集的實驗數(shù)據(jù)混合進行匹配分子對分子。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定量構(gòu)效關(guān)系輔助匹配分子對分析方法，其特征在于，所述步驟1還包括：

對分子結(jié)構(gòu)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，如一個分子對應(yīng)多個目標(biāo)值，則取中位數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定量構(gòu)效關(guān)系輔助匹配分子對分析方法，其特征在于，所述步驟2具體包括：

使用極度梯度提升樹、支持向量機、隨機森林、Cubist、相關(guān)向量機、梯度提升樹、深度學(xué)習(xí)、高斯建立分類或回歸預(yù)測模型；

對上述方法進行排列組合，通過求算數(shù)平均值建立共識模型；

選擇預(yù)測能力最好的共識模型作為最后的預(yù)測模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定量構(gòu)效關(guān)系輔助匹配分子對分析方法，其特征在于，所述步驟3具體包括：

預(yù)測小分子化合物數(shù)據(jù)庫，將收集的實驗數(shù)據(jù)集按照80％和20％的比例進行隨機批分，使用80％訓(xùn)練上述得到的最后的預(yù)測模型來預(yù)測數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，重復(fù)多次后，計算多次預(yù)測的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定量構(gòu)效關(guān)系輔助匹配分子對分析方法，其特征在于，所述步驟4具體包括：

將收集的數(shù)據(jù)集按照80％和20％進行隨機批分，使用80％訓(xùn)練上述得到的最好的模型，預(yù)測剩下的20％的數(shù)據(jù)，重復(fù)多次后，計算數(shù)據(jù)集中預(yù)測結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差STD：

其中：Xi為預(yù)測值，μ為預(yù)測的均值，N為循環(huán)的次數(shù)；

若標(biāo)準(zhǔn)差小于預(yù)設(shè)值，則表明預(yù)測的結(jié)果準(zhǔn)確；

若標(biāo)準(zhǔn)差大于預(yù)設(shè)值，則表明預(yù)測結(jié)果與實際偏差大。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定量構(gòu)效關(guān)系輔助匹配分子對分析方法，其特征在于，所述步驟5具體包括：

將分子所有的非環(huán)單鍵打斷，一部分碎片作為Key，另一部分作為Value；若一個分子被打斷三次以下，Key為固定不變的部分，Value為分子中可以替換的部分；

搜索具有相同Key的兩個分子作為一個匹配分子對，兩個分子之間的局部不同則為一個轉(zhuǎn)換，再匹配上相應(yīng)的兩個分子的活性或者物理化學(xué)性質(zhì)，得到該轉(zhuǎn)換導(dǎo)致性質(zhì)變化；

統(tǒng)計每一個轉(zhuǎn)換的分子對數(shù)量，若數(shù)量大于10，則進行秩和檢驗，檢驗所述轉(zhuǎn)換在統(tǒng)計上是否改變了分子的活性或其他性質(zhì)；

統(tǒng)計檢驗為有意義的為新的化學(xué)規(guī)則，用于改造先導(dǎo)化合物往預(yù)期的方向發(fā)展。