低成本的量子力学描述器用于数据高效的皮肤敏感化QSAR模型
Davy Guan1, Raymond Lui1, Slade T Mattthews1
1Computational Pharmacology & Toxicology Laboratory, Discipline of Pharmacology, Sydney Pharmacy School, Faculty of Medicine and Health, The University of Sydney, NSW 2006, Australia.
本研究引入了一种低成本的量子力学方法 (Hf-3c) 来改进用于预测皮肤敏感性的定量结构活动关系 (QSAR) 模型. 改进的模型显示了各种体外和体外测试的高准确性.
科学领域:
- 计算化学是一种计算化学.
- 毒理学 毒理学 毒理学
- 定量结构活动关系 (QSAR) 建模.
背景情况:
- QSAR模型需要机械数据以获得准确性,特别是皮肤敏感化的电友反应性.
- 传统量子力学的高计算成本限制了数据集的大小.
- 需要低成本的初始方法来准确的QSAR模拟皮肤敏感化.
研究的目的:
- 研究使用低成本的Hf-3c电子描述器用于QSAR模拟皮肤敏感化.
- 评估Hf-3c描述器在预测体外和体内皮肤敏感化试验结果中的性能.
- 模拟艾姆斯试验作为皮肤敏感化的替代终点.
主要方法:
- 使用Hartree Fock与3个校正 (Hf-3c) 方法计算的电子描述符.
- 采用导体样极化连续模型 (CPCM) 进行隐式解.
- 开发了用于体外Ames,KeratinoSens和直接反应性测试 (DPRA) 数据集的QSAR模型.
- 在体内使用局部淋巴结试验 (LLNA) 和人类重复冲击补丁试验 (HRIPT) 数据的验证模型.
主要成果:
- 使用CPCM的Hf-3c描述器改善了Ames (AUC=0.770),KeratinoSens (AUC=0.763) 和DPRA (AUC=0.750) 测定中的QSAR模型性能.
- 组合模型在未见的LLNA (AUC=0.789) 和HRIPT (AUC=0.791) 数据上取得了高预测性能.
- 在较低的计算成本下,Hf-3c提供了比以前的半经验方法更高的化学精度.
结论:
- 低成本的Hf-3c量子力学描述器提高了QSAR模型的有效性和皮肤敏感化的预测性能.
- 这种方法可以使用更大的数据集开发强大的QSAR模型.
- Hf-3c方法为毒理学中的机械QSAR建模提供了具有成本效益的替代方案.
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