MCPNET:开发基于化合物多重构造的可解释深度学习模型,用于预测发育毒性
Cheng Cao1, Hao Wang2, Jin-Rong Yang1
1College of Pharmaceutical Sciences, Zhejiang University, 866 Yuhangtang Rd., Hangzhou, Zhejiang, 310058, China; Polytechnic Institute, Zhejiang University, 269 Shixiang Rd, Hangzhou, Zhejiang, 310015, China.
本研究介绍了多构造点网络 (MCPNET),这是一种用于预测发育毒性的深度学习模型. 通过分析分子构造,MCPNET可以准确地识别有毒化合物,比现有方法提供更好的解释性和性能.
科学领域:
- 计算毒理学计算毒理学
- 化学信息学 化学信息学
- 深度学习是一种深度学习.
背景情况:
- 预测毒理终点对于药物开发至关重要.
- 深度学习模型充满希望,但在准确性和可解释性方面面临挑战.
- 在没有实验数据的情况下,很难确定化合物的生物活性构成.
研究的目的:
- 开发一个可解释的深度学习框架,用于预测发育性毒性.
- 为了应对在深度学习模型中确定生物活性构成的挑战.
- 用3D分子表示来提高毒理学终点预测的准确性.
主要方法:
- 开发了多重配置点网络 (MCPNET) 深度学习框架.
- 在多种复合形状的vdW表面上利用静电电位分布.
- 应用3D多形状的表面点云用于特征提取.
主要成果:
- 在分类上达到85%的准确性,在发展性毒性预测的回归任务上达到0.66的R2.
- 超越了传统的机器学习和其他深度学习模型.
- 通过组件可视化证明模型的可解释性,以了解复合机制.
结论:
- 使用3D分子表示,MCPNET准确地预测了发育性毒性.
- 该模型的可解释性有助于理解复合作用机制.
- 在药物发现中,MCPNET显示了推动毒理学预测的潜力.
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