Введение к работе
Актуальность темы Одной из важнейших задач компьютерной химии является предсказание физических, химических и биологических свойств химических соединений Такое прогнозирование позволяет проводить дорогостоящие экспериментальные исследования более прицельно и оценивать возможность использования соединения в качестве основы для создания лекарственного препарата на ранних стадиях его изучения В основе исследований лежит предположение о том, что структура молекулы соединения определяет свойства, проявляемые этим соединением Гипотезы о взаимосвязи структуры молекулы соединения и его свойствами могут быть построены на основе анализа сведений об уже синтезированных и исследованных молекулах соединений того же класса Эту область исследований кратко называют изучением зависимостей «структура -активность» (structure-activity relationships, SAR)
Решение о выборе наиболее перспективных соединений на основе прогнозирования принимается на начальном этапе научных исследований базовых структур лекарственных препаратов, поэтому достоверность прогнозов очень важна Для повышения достоверности прогнозирование активности соединений, как правило, выполняется не одним, а несколькими различными методами, с последующим сопоставлением полученных прогнозов Актуальной является создание компьютерной системы, обеспечивающей интеграцию данных о структуре молекул соединений и различных, в том числе новых, методов построения гипотез и прогнозирования
Целью работы является повышение достоверности прогнозов активности органических соединений на основе разработки интегрированной системы компьютерной поддержки процедуры прогнозирования
Для достижения этой цели необходимо последовательное решение следующих задач
анализ особенностей различных методов прогнозирования активности органических соединений,
формализация структур данных, потоков данных и управляющих воздействий в процессе прогнозирования активности,
разработка архитектуры системы управления объектами метаданных,
реализация системы управления объектами метаданных,
реализация отдельных методов прогнозирования активности в рамках разработанной системы,
применение системы для решения различных задач прогнозирования активности
Научная новизна
выявлены особенности различных методов прогнозирования активности органических соединений, позволяющие интегрировать эти методы в рамках единой компьютерной системы, поддерживающей процедуру прогнозирования,
выполнено построение формального описания структур данных, потоков данных и управляющих воздействий в процессе прогнозирования активности,
разработана архитектура системы управления объектами метаданных
Практическая значимость Основным практическим результатом является
интегрированная система управления объектами метаданных, обеспечивающая компьютерную поддержку прогнозирования активности соединений на ранних стадиях создания базовых структур для лекарственных препаратов
Разработанная система была использована для прогнозирования анти-ВИЧ активности производных тетрагидроимидазобензодиазипенона (ТГВО) методами регрессионного анализа и комплексных интервальных моделей
Методы исследования
Формализация процедуры прогнозирования активности соединений выполнена с использованием унифицированного языка моделирования UML При реализации интегрированной системы прогнозирования активности использованы свободно распространяемые программные средства
Апробация работы
Основные положения и результаты работы докладывались на российских и международных научно технических конференциях, в том числе на российских национальных конгрессах «Человек и лекарство» (Москва, 2002, 2004, 2005, 2007), международных научно-технических конференциях «Математические методы в технике и технологиях» (Тамбов, 2002, Кострома, 2004, Казань, 2005)
Публикации
Полученные в работе результаты изложены в 11 опубликованных работах