分子的に多様な自然産物の迅速なアノテーションのためのコンボリューションニューラルネットワークベースのアプローチ
Raphael Reher1, Hyun Woo Kim1, Chen Zhang1,2
1Center for Marine Biotechnology and Biomedicine, Scripps Institution of Oceanography, University of California, San Diego, 9500 Gilman Drive, La Jolla, California 92093, United States.
Journal of the American Chemical Society
|February 12, 2020
まとめ
新しい機械学習ツールであるSmall Molecule Accurate Recognition Technology (SMART 2.0) は,海洋サイアノバクテリアから天然製品の発見を加速しています. この方法により,新しいマクロリドであるシンプロコリドAが迅速に特定され,薬剤発見の取り組みを助長しました.
科学分野:
- 自然製品化学
- 化学における機械学習
- 海洋生物技術
背景:
- 海洋サイアノバクテリアは 細胞毒性天然産物の多産源です
- 新しい天然製品の発見と特徴付けは大きな課題です.
- 先進的な分析技術が 薬の発見に不可欠です
研究 の 目的:
- 複雑な天然製品の混合物を分析するためのSMART 2.0ツールの適用を実証する.
- 海洋サイアノバクテリアからの新しい天然製品の発見と特徴づけを加速する.
- 薬物発見のための伝統的な分析方法と機械学習の統合を紹介する.
主な方法:
- 小分子精度認識技術 (SMART 2.0) の適用は,新しいNMRベースの機械学習ツールです.
- 癌細胞の細胞毒性,NMR,MS2ベースの分子ネットワークを用いた優先順位付けと指導.
- 1D/2D NMRとLC-MS2解析を用いた分離と特徴づけ
- 周期性ペプチドの特徴化のための"原子分類"方法によるSMART 2.0の比較分析.
主要な成果:
- 新型キメリックマクロリドシンプロコリドAの 隔離と迅速な特定が成功しました
- スウィンホリドA,サムホリドA-I,および新しい誘導体を含む既知の化合物の記述.
- スインホリドAとルミナオリドBの混合体としてシンプロコリドAの構造を確認
- SMART 2.0の新型循環ペプチドの特徴化における有効性の実証
結論:
- 伝統的なアプローチと ディープラーニングによるアプローチの組み合わせが 薬の発見に革命を起こしています
- SMART 2.0は複雑な天然製品の識別と特徴付けを大幅に加速します.
- この研究は,この分野における長年の課題を克服するための先進的な分析ツールの可能性を強調しています.
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