2006年11月08日

CDKでHOSEコード

HOSE(Hierarchical Organization of Spherical Environments)コード[1]は、部分構造を表現するコードの1つです。ある原子を中心に球形の層を第1層、第2層、第3層...と考慮することによりコード生成を行います。

CDKでは、HOSECodeGeneratorクラスを用いることにより、HOSEコードを生成させることができます。この例では、Caffeic acidを用い、9番目の原子を中心に第3層までコード化しています。

 HOSECodeGenerator hcg = new HOSECodeGenerator();
 try {
  String HOSE_CODE = hcg.getHOSECode(mol, mol.getAtomAt(9), 3);
  System.out.println(HOSE_CODE);
 } catch (CDKException e) {
  e.printStackTrace();
 }

出力(HOSEコード):
 C-2;=CC(C,=OO/=CC,,/)

HOSECode.png

HOSEコードは、C13 NMRスペクトルの予測に用いられていることで有名ですね。

[1] Anal. Chim. Acta. (1978) 103:355-365


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2006年11月07日

VPythonっておもしろい

VPythonを利用すれば、簡単にMD等のシミュレーションにおける計算過程をリアルタイムに可視化できるので、学習や教育目的には適していると思います。

この↓サイトでは、箱の中のボールの動きをシミュレーションしています。

 http://wwwmaths.anu.edu.au/comptlsci/Tutorial-Gas/tute-gas.html

単原子分子のMDなんかVPythonで可視化するにはお手軽でいいかも。

こちら↓のサイトも参考になりました。

 http://lurbano-5.memphis.edu/GeoMod/index.php/Main_Page


とりあえずは、分子描画用のクラスを作ってみようと思ってます。


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2006年11月06日

Topological Polar Surface Area

Topological Polar Surface Area (TPSA)は、PSAを高速に計算するための手法です。通常、PSAの計算は、分子の適切な3次元構造を生成させ、surface areaを計算し、PSAを算出するという手順を踏みます。しかしながら、膨大な化合物ライブラリを処理するには、計算時間が問題になったり、また、分子の配座によってPSAが異なるということも留意しておく必要があります。

概要になりますが、TPSAでは、以下の様なシンプルな計算式でPSAを計算しています。

 PSA = (fragment-1の数)*(fragment-1のPSAへの寄与値) + ....
       +(fragment-Nの数)*(fragment-NのPSAへの寄与値)

ここで、fragment-XはTPSAで定義されているfragmentの種類を示しています。また、PSAへの寄与値は、最小自乗法により決定されたものです。詳細は、以下の原著に示されております。

 J. Med. Chem. 2000, 43, 3714-3717.

具体的には、化合物の中に、どのfragmentがいくつ含まれているかを検出し、上記式を適用することにより、PSAを求めることができます。

以上のことから、TPSAは高速かつ3D配座生成を必要としないという大きなメリットをもっていることが分かります。

CDK News Volume 3/2 September 2006, には、CDKのTPSA Descriptorの精度評価を行った論文が掲載されております。特に興味をもったのは、この論文の著者がTPSAの著者と行ったpersonal communicationを引用しているところでした。TPSAのように回帰的な手段を用いた手法では、定義されているfragmentの種類やその寄与値の精度を把握しておくことは重要だと思います。このあたりのディスカッションがとても参考になりました。


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2006年11月02日

VPython

VPythonは、pythonの3Dグラフィクスモジュールです。VPythonを使うことにより、簡単に3Dプログラミングを楽しむことができます。例として、水分子を表示させてみます。

 from visual import *

 atom_O = sphere (pos = (0,0,0), color = color.red, \
 radius = 1.52)
 atom_H1 = sphere (pos = (0.957, 0,0), color = color.white, \
 radius = 1.2)
 atom_H2 = sphere (pos = (-0.240,0.927,0), color = color.white, \
 radius = 1.2)

water_vpython.png

表示された水分子は、マウスを使って回転/拡大・縮小ができます。シンプルな分子Viewerであれば、簡単に作れそうです。


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2006年11月01日

OpenDX

APBS(Adaptive Poisson-Boltzmann Solver)のサイトを見ていたら、Electrostatic potentials等の計算結果を可視化するソフトウェアとして、OpenDXが紹介されていました。

OpenDX自体は、汎用的なデータ可視化ツールなのですが、Gallery-Highlights(Category:Chemistryを選択)にある分子イメージを見るとかなりGOODです。その他にもマイクロアレイ データの可視化など、様々な利用例が紹介されています。

いろいろと役に立ちそう。


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