[PYTHON] La découverte de médicaments par IA va commencer gratuitement à l'aide de documents et de bases de données publiques
1.Tout d'abord
La prédiction de l'activité et des propriétés physiques des composés sur un ordinateur a traditionnellement été faite, mais ces dernières années, avec l'augmentation des données accumulées et le développement de la technologie Deep Learning, le mot-clé AI Drug Discovery est venu à être entendu. Je suis venu.
Par conséquent, cette fois, concernant la prédiction d'agents thérapeutiques pour le nouveau virus corona (SARS-CoV-2), "[Les modèles informatiques identifient plusieurs médicaments approuvés ou expérimentaux par la FDA comme agents putatifs contre le SRAS-CoV-2](https: //www.ncbi.nlm) .nih.gov / pmc / articles / PMC7252448 /) "En essayant moi-même le contenu de l'article, j'ai essayé de faire l'expérience de la découverte de médicaments par l'IA " gratuite ", alors j'aimerais le partager.
J'ai choisi ce papier pour les trois raisons suivantes.
- Il est facile à reproduire car il utilise des données publiques et la procédure et le programme d'analyse sont publiés sur github.
- Des méthodes d'analyse conventionnelles (empreinte digitale, forêt aléatoire) sont utilisées et il est relativement facile à reproduire.
- Un médicament thérapeutique pour le nouveau coronavirus est en cours de développement dans le monde entier et cela m'intéressait.
2. Cette politique de travail
Tout d'abord, j'ai examiné la politique de travail pour essayer le contenu de l'article (ou plutôt, la bonne réponse est que cela s'est produit par essais et erreurs).
En fait, toutes les données collectées et les programmes d'analyse dans cet article sont publiés sur github (https://github.com/alvesvm/sars-cov-mpro/tree/master/mol-inf-2020). Le contenu du papier peut être reproduit sans aucun problème.
Cependant, si vous téléchargez ceci tel quel et appuyez sur la touche retour à plusieurs reprises sur Jupyter, vous aurez juste l'impression que vous comprenez "je vois" et il ne restera rien.
En bougeant vos mains, en restant coincé, en recherchant et en réfléchissant à plusieurs reprises, vous remarquerez votre manque de compréhension et deviendrez progressivement capable de comprendre ce que vous ne pouviez pas comprendre auparavant.
Par conséquent, nous avons décidé de suivre la politique suivante.
――Collecting data from public databases ** Essayez de le vérifier vous-même **. --Utilisez les données collectées pour ** écrire votre propre programme de prédiction **.
- Comparez le résultat final avec ** le papier ** et considérez-le si possible.
- Reportez-vous à github pour ** vérifier les détails ** du contenu du papier, ** obtenir des indices ** en cas de bourrages, ** comparer les résultats **.
Ensuite, les grandes lignes du document et la base de données publique utilisée cette fois sont décrites.
3. Aperçu du document de référence
Dans l'article, la principale protéase impliquée dans la réplication virale du nouveau coronavirus est utilisée comme molécule cible du médicament, et il est prédit que le coronavirus du SRAS, qui a une structure très similaire à celle-ci, devrait avoir une activité inhibitrice sur la protéase principale en 2003. Je construis un modèle.
En outre, en appliquant le modèle prédictif construit au marché / abandon / expérience et aux données sur les médicaments expérimentaux obtenues de DrugBank, 41 médicaments sont finalement présentés comme des médicaments thérapeutiques candidats pour le nouveau coronavirus.
Les informations sur l'activité inhibitrice contre le coronavirus du SRAS, qui sont des données d'entraînement, sont collectées à partir de bases de données publiques telles que ChEMBL et PDB.
À propos, la protéase principale, qui est la molécule cible, est expliquée en détail dans Introduction à PDBj: Site 242 du portail d'apprentissage des biopolymères de PDBj: Proteases à coronavirus. A été fait.
4. Aperçu de la base de données publique
Ensuite, je résumerai brièvement les bases de données publiques utilisées dans cet article.
ChEMBL (https://www.ebi.ac.uk/chembl/)
ChEMBL est une base de données contenant des informations sélectionnées manuellement sur la bioactivité des médicaments et des petites molécules qui peuvent être des candidats-médicaments. Il est géré par l'Institut Européen de Bioinformatique (EBI) de l'Institut Européen de Biologie Moléculaire (EMBL).
Le nombre de données répertoriées est le suivant (calculé à partir du nombre d'enregistrements dans la table V27 téléchargée).
| article | Nombre d'annonces |
|---|---|
| Nombre de composés | 2,444,828 |
| Nombre de valeurs d'activité biologique | 16,066,124 |
| Nombre d'analyses | 1,221,361 |
PDB (https://www.rcsb.org/)
PDB (Protein Data Bank) est une base de données contenant des données structurelles tridimensionnelles de protéines et d'acides nucléiques. Il est géré par la Worldwide Protein Data Bank.
Le nombre de données répertoriées est le suivant (au 12 septembre 2020).
| article | Nombre d'annonces |
|---|---|
| Structures | 49012 |
| Structures of Human Sequences | 12216 |
| Nucleic Acid Containing Structures | 12216 |
DrugBank (https://www.drugbank.ca/)
DrugBank est une base de données contenant des informations sur les médicaments et les cibles de médicaments. Il est géré par le Metabolomics Innovation Center (TMIC). Le nombre d'annonces dans la dernière version (version 5.1.7, publiée le 02/07/2020) est le suivant.
| article | Nombre d'annonces |
|---|---|
| Médicament | 13,715 |
| Médicament de petite molécule approuvé | 2,649 |
| Produits biologiques approuvés (protéines, peptides, vaccins et allergènes) | 1,405 |
| Complément alimentaire | 131 |
| Médicament expérimental (stade de découverte) | 6,417 |
| Séquence protéique liée | 5,234 |
Maintenant, à partir de maintenant, nous allons enfin procéder au travail de test du contenu de l'article.
5. Préparation des données
5.1 Préparation des données d'entraînement
Ici, nous essayons de collecter des données expérimentales (ChEMBLE 91 cas, PDB 22 cas) des inhibiteurs de la protéase principale du virus du SRAS décrits dans l'article.
5.1.1 Acquisition des données ChEMBL
ChEMBL peut être utilisé avec un navigateur WEB, mais vous pouvez également télécharger des données, les enregistrer dans une base de données locale et les utiliser à partir de SQL. Cette fois, nous installerons PostgreSQL et chargerons et utiliserons le vidage pour PostgreSQL.
① Télécharger les données ChEMBL
ftp://ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/chembl/ChEMBLdb/latest/Cliquez pour afficher une liste de fichiers à télécharger, chembl_27_postgresql.tar.Téléchargez et décompressez gz.
#### ② Installez PostgreSQL
Ensuite, installez PostgreSQL en vous référant à [Installer PostgreSQL sur Ubuntu 18.04](https://qiita.com/eighty8/items/82063beab09ab9e41692).
#### ③ Charge ChEMBL
Connectez-vous à PostgreSQL et créez une base de données.
```sql
pgdb=# create database chembl_27;
Accédez ensuite au répertoire dans lequel vous avez décompressé les données et procédez comme suit: Cela prendra un certain temps, mais les données seront importées dans PostgreSQL.
pg_restore --no-owner -U postgres -d chembl_27 chembl_27_postgresql.dmp
④ Compréhension de la table ChEMBL
Ensuite, SQL est émis par pgAdmin etc. pour obtenir les données, mais d'abord, quel type de données est stocké dans quelle table `` ftp://ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/chembl Jetez un coup d'œil à / ChEMBLdb / latest / schema_documentation.txt ''. En outre, il existe des exemples SQL dans Questions de schéma et exemples SQL. Frappez la table qui semble importante à voir. Le tableau ci-dessous résume les résultats de l'examen du précédent schema_documentation.txt pour la table avec les hits.
| nom de la table | La description |
|---|---|
| compound_structures | Une table qui stocke diverses représentations structurelles d'un composé (Molfile, InChI, etc.) |
| molecule_dictionary | Composé avec identifiant pertinent/Liste non redondante d'agents biomédicaux |
| compound_records | Représente chaque composé extrait de la documentation scientifique. |
| docs | Le test conserve toute la documentation scientifique extraite (articles ou brevets) |
| activities | Un tableau qui stocke les valeurs d'activité ou les points finaux qui sont le résultat d'un test enregistré dans la documentation scientifique |
| assay | Enregistrez la liste des tests rapportés dans chaque document. Le même test provenant de différents documents est affiché comme un test distinct |
| target_dictionary | Un dictionnaire de toutes les cibles organisées contenues dans ChEMBL. Des cibles protéiques et non protéiques (par exemple, des organismes, des tissus, des lignées cellulaires) sont incluses. |
⑤ Émettez SQL dans la base de données et obtenez les données d'inhibition du SRAS
Dans ChEMBL, l'ID CHEMBL est attribué à toutes les données, alors essayez d'abord de rechercher l'ID CHEMBL du virus corona du SRAS. Par conséquent, essayez de lancer le SQL suivant dans la table target_dictionary examinée dans la section précédente.
select * from target_dictionary where upper(pref_name) like '%SARS%'
Vous pouvez en obtenir quatre comme suit.
Cette fois, nous voulons collecter des données d'inhibition pour la protéase principale (également connue sous le nom de protéase de type 3C), nous savons donc qu'il s'agit de CHEMBL 3927, qui est le haut du préf_name.
Une fois que vous connaissez l'ID CHEMBL de la molécule cible, accédez à Questions de schéma et exemples SQL La requête «Récupérer les détails de l'activité du composé pour toutes les cibles contenant une protéine d'intérêt» en bas vous donnera une liste de molécules qui ont une activité contre la molécule cible, vous pouvez donc changer la partie CHEMBL ID de ce SQL.
SELECT m.chembl_id AS compound_chembl_id,
s.canonical_smiles,
r.compound_key,
d.pubmed_id,
d.doi,
a.description,
act.standard_type,
act.standard_relation,
act.standard_value,
act.standard_units,
act.activity_comment
FROM compound_structures s,
molecule_dictionary m,
compound_records r,
docs d,
activities act,
assays a,
target_dictionary t
WHERE s.molregno = m.molregno
AND m.molregno = r.molregno
AND r.record_id = act.record_id
AND r.doc_id = d.doc_id
AND act.assay_id = a.assay_id
AND a.tid = t.tid
AND t.chembl_id = 'CHEMBL3927'
AND (act.standard_type ='IC50' or act.standard_type ='Ki')
order by compound_chembl_id;
En guise de mise en garde, je ne veux que des données d'inhibition cette fois, donc je spécifie IC50 ou Ki comme standard_type. Il semble que les définitions de IC50 et Ki soient strictement différentes, mais comme elles semblent toutes deux utilisées comme données d'apprentissage dans l'article, nous les appliquerons ici.
Exportez le résultat de pgAdmin vers csv.
⑥ Organisation des données
Au fait, c'est un travail boueux comme un scientifique des données.
Les données suivantes sont obtenues en csv.
Puisque canonical_smiles est une donnée montrant la structure du composé, il est nécessaire de générer des variables explicatives. standard_value est la valeur de standard_type (ci-après dénommée valeur d'inhibition) et standard_units est l'unité. Puisque les unités standard sont toutes les mêmes nM cette fois, il n'est pas nécessaire de convertir et d'aligner les unités.
Le traitement suivant a été effectué pour créer des données pour le modèle de prédiction de l'article.
- En tant que contre-mesure lorsque la relation standard de csv contient une inégalité, dans ce cas, elle est souvent considérée comme une valeur numérique pour la sécurité (par exemple, si les données sont supérieures à 10, elles sont supposées être environ 20 fois. Etc.), cette fois l'inégalité a été ignorée et standard_value a été adopté comme valeur d'inhibition. --Lorsque les ID CHEMBL ont été inclus en double en raison de multiples expériences, la valeur d'inhibition était la moyenne de ceux-ci.
- En tant que variable objective finale, dans l'article, la valeur seuil de la valeur d'inhibition est fixée à 10 uM, donc les valeurs inférieures à 10 uM sont sorties comme 1 (actif) et les valeurs supérieures à 10 uM sont sorties comme 0 (inactif).
Les fragments de script qui ont subi ces processus sont indiqués ci-dessous.
prev_chembl.py
rows_by_id = defaultdict(list)
#Lire csv et grouper les lignes par CHEMBLID
with open(args.input, "r") as f:
reader = csv.DictReader(f)
for row in reader:
rows_by_id[row["compound_chembl_id"]].append(row)
#Valeur à considérer comme active
threshold = 10000
#Sortie lors du traitement de la valeur de chaque CHEMBLID
with open(args.output, "w") as f:
writer = csv.writer(f, lineterminator="\n")
writer.writerow(["chembl_id", "canonical_smiles", "value", "outcome"])
#Valeurs de processus par CHEMBLID
for id in rows_by_id:
#Trouvez le total
total = 0.0
for row in rows_by_id[id]:
value = row["standard_value"]
total += float(value)
#Trouvez la moyenne
mean = total/len(rows_by_id[id])
print(f'{id},{mean}')
outcome = 0
if mean < threshold:
outcome = 1
writer.writerow([id, rows_by_id[id][0]["canonical_smiles"], mean, outcome])
À la suite de l'exécution de ce programme, bien qu'il y ait eu une différence de 1 dans le nombre de cas actifs / inactifs, 91 données d'apprentissage, qui sont les mêmes que l'article, ont été obtenues. Puisque la procédure d'acquisition n'était pas décrite dans l'article, ** j'étais très heureux d'avoir pu presque reproduire la collection de ces données **.
5.1.2 Obtention des données de PDB
Ensuite, obtenez de PDB. En fait, la procédure d'acquisition est presque la même que l'article que j'ai écrit plus tôt Collecter des données d'apprentissage automatique en grattant à partir d'une base de données publique bio. La seule différence est qu'il recueille également un élément appelé macromolécules pour déterminer s'il s'agit de la protéase principale. La version sans scrapy du programme de collecte est réimprimée ci-dessous.
get_pdb.py
import requests
import json
import time
import lxml.html
import argparse
import csv
def get_ligand(ligand_id):
tmp_url = "https://www.rcsb.org" + ligand_id
response = requests.get(tmp_url)
if response.status_code != 200:
return response.status_code, []
html = response.text
root = lxml.html.fromstring(html)
#print(html)
print(tmp_url)
smiles = root.xpath("//tr[@id='chemicalIsomeric']/td[1]/text()")[0]
inchi = root.xpath("//tr[@id='chemicalInChI']/td[1]/text()")[0]
inchi_key = root.xpath("//tr[@id='chemicalInChIKey']/td[1]/text()")[0]
return response.status_code, [smiles, inchi, inchi_key]
def get_structure(structure_id):
structure_url = "https://www.rcsb.org/structure/"
tmp_url = structure_url + structure_id
print(tmp_url)
html = requests.get(tmp_url).text
root = lxml.html.fromstring(html)
macromolecule_trs = root.xpath("//tr[contains(@id,'macromolecule-entityId-')]")
macromolecule = ""
for tr in macromolecule_trs:
print(tr.xpath("@id"))
macromolecule += tr.xpath("td[position()=1]/text()")[0] + ","
print(f"macro={macromolecule}")
binding_trs = root.xpath("//tr[contains(@id,'binding_row')]")
datas = []
ids = []
for tr in binding_trs:
print(tr.xpath("@id"))
d1 = tr.xpath("td[position()=1]/a/@href")
if d1[0] in ids:
continue
ids.append(d1[0])
status_code, values = get_ligand(d1[0])
ligand_id = d1[0][(d1[0].rfind("/") + 1):]
print(ligand_id)
if status_code == 200:
smiles, inchi, inchi_key = values
#item = tr.xpath("a/td[position()=2]/text()")[0]
item = tr.xpath("td[position()=2]/a/text()")[0]
item = item.strip()
value = tr.xpath("td[position()=2]/text()")[0]
value = value.replace(":", "")
value = value.replace(";", "")
value = value.replace(" ", "")
value = value.replace("\n", "")
print(value)
values = value.split(" ", 1)
print(values)
value = values[0].strip()
unit = values[1].strip()
datas.append([ligand_id, smiles, inchi, inchi_key, item, value, unit, macromolecule])
time.sleep(1)
return datas
def main():
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("-output", type=str, required=True)
args = parser.parse_args()
base_url = "https://www.rcsb.org/search/data"
payloads = {"query":{"type":"group","logical_operator":"and","nodes":[{"type":"group","logical_operator":"and","nodes":[{"type":"group","logical_operator":"or","nodes":[{"type":"group","logical_operator":"and","nodes":[{"type":"terminal","service":"text","parameters":{"attribute":"rcsb_binding_affinity.value","negation":False,"operator":"exists"},"node_id":0},{"type":"terminal","service":"text","parameters":{"attribute":"rcsb_binding_affinity.type","operator":"exact_match","value":"IC50"},"node_id":1}],"label":"nested-attribute"},{"type":"group","logical_operator":"and","nodes":[{"type":"terminal","service":"text","parameters":{"attribute":"rcsb_binding_affinity.value","negation":False,"operator":"exists"},"node_id":2},{"type":"terminal","service":"text","parameters":{"attribute":"rcsb_binding_affinity.type","operator":"exact_match","value":"Ki"},"node_id":3}],"label":"nested-attribute"}]},{"type":"group","logical_operator":"and","nodes":[{"type":"terminal","service":"text","parameters":{"operator":"exact_match","negation":False,"value":"Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus","attribute":"rcsb_entity_source_organism.taxonomy_lineage.name"},"node_id":4}]}],"label":"text"}],"label":"query-builder"},"return_type":"entry","request_options":{"pager":{"start":0,"rows":100},"scoring_strategy":"combined","sort":[{"sort_by":"score","direction":"desc"}]},"request_info":{"src":"ui","query_id":"e757fdfd5f9fb0efa272769c5966e3f4"}}
print(json.dumps(payloads))
response = requests.post(
base_url,
json.dumps(payloads),
headers={'Content-Type': 'application/json'})
datas = []
for a in response.json()["result_set"]:
structure_id = a["identifier"]
datas.extend(get_structure(structure_id))
time.sleep(1)
with open(args.output, "w") as f:
writer = csv.writer(f, lineterminator="\n")
writer.writerow(["ligand_id", "canonical_smiles", "inchi", "inchi_key", "item", "value", "unit"])
for data in datas:
writer.writerow(data)
if __name__ == "__main__":
main()
Lorsque ceci est exécuté, 21 données dans le format suivant peuvent être obtenues. Puisque l'élément à l'extrême droite porte le nom de la protéine, ceux qui n'incluent pas de phrases telles que «3C comme protéinase» et «protéinase principale» ont été exclus, et finalement 10 cas ont été utilisés comme données d'entraînement.
ligand_id,canonical_smiles,inchi,inchi_key,item,value,unit
PMA,OC(=O)c1cc(C(O)=O)c(cc1C(O)=O)C(O)=O,"InChI=1S/C10H6O8/c11-7(12)3-1-4(8(13)14)6(10(17)18)2-5(3)9(15)16/h1-2H,(H,11,12)(H,13,14)(H,15,16)(H,17,18)",CYIDZMCFTVVTJO-UHFFFAOYSA-N,Ki,700,nM,"3C-like proteinase,"
TLD,Cc1ccc(S)c(S)c1,"InChI=1S/C7H8S2/c1-5-2-3-6(8)7(9)4-5/h2-4,8-9H,1H3",NIAAGQAEVGMHPM-UHFFFAOYSA-N,Ki,1400,nM,"Replicase polyprotein 1ab,"
ZU5,CC(C)C[C@H](NC(=O)[C@@H](NC(=O)OCc1ccccc1)[C@@H](C)OC(C)(C)C)C(=O)N[C@H](CCC(=O)C2CC2)C[C@@H]3CCNC3=O,"InChI=1S/C34H52N4O7/c1-21(2)18-27(31(41)36-26(14-15-28(39)24-12-13-24)19-25-16-17-35-30(25)40)37-32(42)29(22(3)45-34(4,5)6)38-33(43)44-20-23-10-8-7-9-11-23/h7-11,21-22,24-27,29H,12-20H2,1-6H3,(H,35,40)(H,36,41)(H,37,42)(H,38,43)/t22-,25+,26-,27+,29+/m1/s1",QIMPWBPEAHOISN-XSLDCGIXSA-N,Ki,99,nM,"3C-like proteinase,"
ZU3,CC(C)C[C@H](NC(=O)[C@H](CNC(=O)C(C)(C)C)NC(=O)OCc1ccccc1)C(=O)N[C@H](CCC(C)=O)C[C@@H]2CCNC2=O,"InChI=1S/C32H49N5O7/c1-20(2)16-25(28(40)35-24(13-12-21(3)38)17-23-14-15-33-27(23)39)36-29(41)26(18-34-30(42)32(4,5)6)37-31(43)44-19-22-10-8-7-9-11-22/h7-11,20,23-26H,12-19H2,1-6H3,(H,33,39)(H,34,42)(H,35,40)(H,36,41)(H,37,43)/t23-,24+,25-,26-/m0/s1",IEQRDAZPCPYZAJ-QYOOZWMWSA-N,Ki,38,nM,"3C-like proteinase,"
S89,OC[C@H](Cc1ccccc1)NC(=O)[C@H](Cc2ccccc2)NC(=O)/C=C/c3ccccc3,"InChI=1S/C27H28N2O3/c30-20-24(18-22-12-6-2-7-13-22)28-27(32)25(19-23-14-8-3-9-15-23)29-26(31)17-16-21-10-4-1-5-11-21/h1-17,24-25,30H,18-20H2,(H,28,32)(H,29,31)/b17-16+/t24-,25-/m0/s1",GEVQDXBVGFGWFA-KQRRRSJSSA-N,Ki,2240,nM,"3C-like proteinase,"
Malheureusement, cela n'a pas fonctionné aussi bien que ChEMBL et je n'ai pas pu obtenir 22 papiers. De plus, parmi les 10 cas ci-dessus, certains n'ont pas été inclus dans les 22 documents. Nous pensons que cela est dû à l'un ou à une combinaison des éléments suivants:
- Il y a eu une erreur dans la méthode de spécification de la recherche de PDB. ――Seules les données Lingad liées à la structure de la protéine ont été collectées, mais il est possible que les données soient effectivement présentes dans les articles liés même si elles n'étaient pas liées.
La cause est inconnue, mais je ne pensais pas que les données obtenues par cette procédure de spécification étaient erronées, j'ai donc décidé d'adopter ces 10 cas pour PDB.
5.1.3 Fusion des données ChEMBL et PDB
Les données obtenues en 5.1.1 et 5.1.2 ont été fusionnées, et finalement 101 cas ont été envoyés au CSV en tant que données d'entraînement. Le script est omis.
5.2 Préparation des données pour le dépistage virtuel
Dans cet article, nous appliquons le modèle prédictif construit à la commercialisation / arrêt / expérience et au médicament expérimental. Obtenir les données structurelles de commercialisation / arrêt / expérience et du médicament expérimental nécessaires à cet effet auprès de DrugBank. Le github du papier a les données formatées telles quelles, mais ** je vais l'essayer moi-même avec persévérance **.
5.2.1 Acquisition de données de DrugBank
Tout d'abord, sous forme de données XML, téléchargez xml à partir du lien décrit comme «TÉLÉCHARGER (XML)» dans https: // www.drugbank.ca / releases / latest ''.
Ensuite, téléchargez sdf depuis `` https: // www.drugbank.ca / releases / latest # structures```.
Le compte a peut-être dû être créé à l'avance.
Enregistrez-les sous "full database.xml", "open structures.sdf".
5.2.2 Formatage des données DrugBank
Les données structurelles sont stockées dans sdf, et le modèle de prédiction peut être appliqué par lui-même, mais comme il existe des types tels que commercial / arrêt / expérience en xml, ceux-ci sont liés et enregistrés dans csv. Le fragment de script est illustré ci-dessous.
make_drugbank_data.py
def get_group(groups_node, ns):
ret = ""
if groups_node:
for i, child in enumerate(groups_node.iter(f"{ns}group")):
if i > 0 :
ret += ","
ret += child.text
return ret
def get_id(drug_node, ns):
for i, child in enumerate(drug_node.iter(f"{ns}drugbank-id")):
for attr in child.attrib:
if attr == "primary":
return child.text
return None
def main():
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("-input_xml", type=str, required=True)
parser.add_argument("-input_sdf", type=str, required=True)
parser.add_argument("-output", type=str, required=True)
args = parser.parse_args()
name_dict = {}
smiles_dict = {}
sdf_sup = Chem.SDMolSupplier(args.input_sdf)
datas = []
for i, mol in enumerate(sdf_sup):
if not mol:
continue
if mol.HasProp("DRUGBANK_ID"):
id = mol.GetProp("DRUGBANK_ID")
if mol.HasProp("COMMON_NAME"):
name = mol.GetProp("COMMON_NAME")
smiles = Chem.MolToSmiles(mol)
name_dict[id] = name
smiles_dict[id] = smiles
print(f"{i} {id} {name} {smiles}")
tree = ET.parse(args.input_xml)
root = tree.getroot()
ns = "{http://www.drugbank.ca}"
ids = []
datas = []
for i, drug in enumerate(root.iter(f"{ns}drug")):
id = get_id(drug, ns)
category = get_group(drug.find(f"{ns}groups"), ns)
if id and id in smiles_dict:
print(f"{i}, {id}, {category}")
ids.append(id)
datas.append([name_dict[id], category, smiles_dict[id]])
df = pd.DataFrame(datas, index=ids, columns=[["name", "status", "smiles"]])
df.to_csv(args.output)
if __name__ == "__main__":
main()
Les données obtenues en exécutant ce script ressemblent à ceci. Les données structurelles sont stockées en tant que SMILES.
id,name,status,smiles
DB00006,Bivalirudin,"approved,investigational",CC[C@H](C)[C@H](NC(=O)[C@H](CCC(=O)O)NC(=O)[C@H](CCC(=O)O)NC(=O)[C@H](Cc1ccccc1)NC(=O)[C@H](CC(=O)O)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)CNC(=O)CNC(=O)CNC(=O)CNC(=O)[C@@H]1CCCN1C(=O)[C@H](CCCNC(=N)N)NC(=O)[C@@H]1CCCN1C(=O)[C@H](N)Cc1ccccc1)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H](CCC(=O)O)C(=O)N[C@@H](CCC(=O)O)C(=O)N[C@@H](Cc1ccc(O)cc1)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)O
DB00007,Leuprolide,"approved,investigational",CCNC(=O)[C@@H]1CCCN1C(=O)[C@H](CCCNC(=N)N)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](Cc1ccc(O)cc1)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](Cc1c[nH]c2ccccc12)NC(=O)[C@H](Cc1c[nH]cn1)NC(=O)[C@@H]1CCC(=O)N1
DB00014,Goserelin,approved,CC(C)C[C@H](NC(=O)[C@@H](COC(C)(C)C)NC(=O)[C@H](Cc1ccc(O)cc1)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](Cc1c[nH]c2ccccc12)NC(=O)[C@H](Cc1cnc[nH]1)NC(=O)[C@@H]1CCC(=O)N1)C(=O)N[C@@H](CCCN=C(N)N)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)NNC(N)=O
DB00027,Gramicidin D,approved,CC(C)C[C@@H](NC(=O)CNC(=O)[C@@H](NC=O)C(C)C)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@@H](C(=O)N[C@@H](Cc1c[nH]c2ccccc12)C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](Cc1c[nH]c2ccccc12)C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](Cc1c[nH]c2ccccc12)C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](Cc1c[nH]c2ccccc12)C(=O)NCCO)C(C)C)C(C)C)C(C)C
DB00035,Desmopressin,approved,N=C(N)NCCC[C@@H](NC(=O)[C@@H]1CCCN1C(=O)[C@@H]1CSSCCC(=O)N[C@@H](Cc2ccc(O)cc2)C(=O)N[C@@H](Cc2ccccc2)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N1)C(=O)NCC(N)=O
5.3 Construire un modèle prédictif
Ensuite, un modèle de prédiction est construit à l'aide des données d'apprentissage.
5.3.1 Génération d'empreintes digitales à partir de données structurelles
Ici, les variables explicatives pour l'apprentissage automatique sont générées à partir du fichier csv généré en 5.1.3. Plus précisément, lisez SMILES dans la colonne "canonical_smiles" du fichier csv et convertissez-le en objet mol à l'aide de RDKit. Utilisez ensuite AllChem.GetMorganFingerprintAsBitVect de RDKit pour générer une empreinte digitale de 2048 bits. En gros, une empreinte digitale est une collection de plusieurs bits qui, si le composé contient une structure particulière, ont un bit correspondant de 1 et sinon de 0. Cette fois, une chaîne de bits composée de 2048 0 ou 1 est générée.
calc_descriptor.py
from rdkit import Chem
from rdkit.Chem import AllChem
from molvs.normalize import Normalizer, Normalization
from molvs.tautomer import TAUTOMER_TRANSFORMS, TAUTOMER_SCORES, MAX_TAUTOMERS, TautomerCanonicalizer, TautomerEnumerator, TautomerTransform
from molvs.fragment import LargestFragmentChooser
from molvs.charge import Reionizer, Uncharger
import argparse
import csv
import pandas as pd
import numpy as np
def normalize(smiles):
# Generate Mol
mol = Chem.MolFromSmiles(smiles)
# Uncharge
uncharger = Uncharger()
mol = uncharger.uncharge(mol)
# LargestFragmentChooser
flagmentChooser = LargestFragmentChooser()
mol = flagmentChooser(mol)
# Sanitaize
Chem.SanitizeMol(mol)
# Normalize
normalizer = Normalizer()
mol = normalizer.normalize(mol)
tautomerCanonicalizer = TautomerCanonicalizer()
mol = tautomerCanonicalizer.canonicalize(mol)
return Chem.MolToSmiles(mol)
def main():
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("-input", type=str, required=True)
parser.add_argument("-output", type=str, required=True)
args = parser.parse_args()
#Lecture des données d'entraînement
smiles_list = list()
datas = []
with open(args.input, "r") as f:
reader = csv.DictReader(f)
for row in reader:
org_smiles = row["canonical_smiles"]
new_smiles = normalize(org_smiles)
existFlag = False
for tmp_smiles in smiles_list:
if new_smiles == tmp_smiles:
print("exist!")
existFlag = True
break
if not existFlag:
smiles_list.append(new_smiles)
mol = Chem.MolFromSmiles(new_smiles)
fp = AllChem.GetMorganFingerprintAsBitVect(mol, radius=3, nBits=2048, useFeatures=False, useChirality=False)
fp = pd.Series(np.asarray(fp)).values
data = []
data.append(row["id"])
data.append(int(row["outcome"]))
data.extend(fp)
datas.append(data)
columns = list()
columns.append("id")
columns.append("outcome")
columns.extend(["Bit_" + str(i + 1) for i in range(2048)])
df = pd.DataFrame(data=datas, columns=columns)
df.set_index("id", inplace=True, drop=True)
#sauvegarder
df.to_csv(args.output)
if __name__ == "__main__":
main()
Le composé a été prétraité et standardisé, et si le même composé était présent, il a été éliminé au cas où. Un processus de génération de coordonnées tridimensionnelles à partir d'un composé peut également être effectué, mais dans le cas de l'empreinte digitale utilisée cette fois, les coordonnées tridimensionnelles sont inutiles, de sorte que le processus n'est pas exécuté. Après exécution, les données suivantes seront obtenues. La première colonne est l'ID, la deuxième colonne est la variable objectif et la troisième colonne et les suivantes sont les variables explicatives par empreinte digitale.
id,outcome,Bit_1,Bit_2,Bit_3,Bit_4,Bit_5,Bit_6,Bit_7,Bit_8,Bit_9,Bit_10,Bit_11,Bit_12,Bit_13,Bit_14,Bit_15,Bit_16,Bit_17,Bit_18,Bit_19,Bit_20,Bit_21,Bit_22,Bit_23,Bit_24,Bit_25,Bit_26,Bit_27,Bit_28,Bit_29,Bit_30,Bit_31,Bit_32,Bit_33,Bit_34,Bit_35,Bit_36,Bit_37,Bit_38,Bit_39,Bit_40,Bit_41,Bit_42,Bit_43,Bit_44,Bit_45,Bit_46,Bit_47,Bit_48,Bit_49,Bit_50,Bit_51,Bit_52,Bit_53,Bit_54,Bit_55,Bit_56,Bit_57,Bit_58,Bit_59,Bit_60,Bit_61,Bit_62,Bit_63,Bit_64,Bit_65,Bit_66,Bit_67,Bit_68,Bit_69,Bit_70,Bit_71,Bit_72,Bit_73,Bit_74,Bit_75,Bit_76,Bit_77,Bit_78,Bit_79,Bit_80,Bit_81,Bit_82,Bit_83,Bit_84,Bit_85,Bit_86,Bit_87,Bit_88,Bit_89,Bit_90,Bit_91,Bit_92,Bit_93,Bit_94,Bit_95,Bit_96,Bit_97,Bit_98,Bit_99,Bit_100,Bit_101,Bit_102,Bit_103,Bit_104,Bit_105,Bit_106,Bit_107,Bit_108,Bit_109,Bit_110,Bit_111,Bit_112,Bit_113,Bit_114,Bit_115,Bit_116,Bit_117,Bit_118,Bit_119,Bit_120,Bit_121,Bit_122,Bit_123,Bit_124,Bit_125,Bit_126,Bit_127,Bit_128,Bit_129,Bit_130,Bit_131,Bit_132,Bit_133,Bit_134,Bit_135,Bit_136,Bit_137,Bit_138,Bit_139,Bit_140,Bit_141,Bit_142,Bit_143,Bit_144,Bit_145,Bit_146,Bit_147,Bit_148,Bit_149,Bit_150,Bit_151,Bit_152,Bit_153,Bit_154,Bit_155,Bit_156,Bit_157,Bit_158,Bit_159,Bit_160,Bit_161,Bit_162,Bit_163,Bit_164,Bit_165,Bit_166,Bit_167,Bit_168,Bit_169,Bit_170,Bit_171,Bit_172,Bit_173,Bit_174,Bit_175,Bit_176,Bit_177,Bit_178,Bit_179,Bit_180,Bit_181,Bit_182,Bit_183,Bit_184,Bit_185,Bit_186,Bit_187,Bit_188,Bit_189,Bit_190,Bit_191,Bit_192,Bit_193,Bit_194,Bit_195,Bit_196,Bit_197,Bit_198,Bit_199,Bit_200,Bit_201,Bit_202,Bit_203,Bit_204,Bit_205,Bit_206,Bit_207,Bit_208,Bit_209,Bit_210,Bit_211,Bit_212,Bit_213,Bit_214,Bit_215,Bit_216,Bit_217,Bit_218,Bit_219,Bit_220,Bit_221,Bit_222,Bit_223,Bit_224,Bit_225,Bit_226,Bit_227,Bit_228,Bit_229,Bit_230,Bit_231,Bit_232,Bit_233,Bit_234,Bit_235,Bit_236,Bit_237,Bit_238,Bit_239,Bit_240,Bit_241,Bit_242,Bit_243,Bit_244,Bit_245,Bit_246,Bit_247,Bit_248,Bit_249,Bit_250,Bit_251,Bit_252,Bit_253,Bit_254,Bit_255,Bit_256,Bit_257,Bit_258,Bit_259,Bit_260,Bit_261,Bit_262,Bit_263,Bit_264,Bit_265,Bit_266,Bit_267,Bit_268,Bit_269,Bit_270,Bit_271,Bit_272,Bit_273,Bit_274,Bit_275,Bit_276,Bit_277,Bit_278,Bit_279,Bit_280,Bit_281,Bit_282,Bit_283,Bit_284,Bit_285,Bit_286,Bit_287,Bit_288,Bit_289,Bit_290,Bit_291,Bit_292,Bit_293,Bit_294,Bit_295,Bit_296,Bit_297,Bit_298,Bit_299,Bit_300,Bit_301,Bit_302,Bit_303,Bit_304,Bit_305,Bit_306,Bit_307,Bit_308,Bit_309,Bit_310,Bit_311,Bit_312,Bit_313,Bit_314,Bit_315,Bit_316,Bit_317,Bit_318,Bit_319,Bit_320,Bit_321,Bit_322,Bit_323,Bit_324,Bit_325,Bit_326,Bit_327,Bit_328,Bit_329,Bit_330,Bit_331,Bit_332,Bit_333,Bit_334,Bit_335,Bit_336,Bit_337,Bit_338,Bit_339,Bit_340,Bit_341,Bit_342,Bit_343,Bit_344,Bit_345,Bit_346,Bit_347,Bit_348,Bit_349,Bit_350,Bit_351,Bit_352,Bit_353,Bit_354,Bit_355,Bit_356,Bit_357,Bit_358,Bit_359,Bit_360,Bit_361,Bit_362,Bit_363,Bit_364,Bit_365,Bit_366,Bit_367,Bit_368,Bit_369,Bit_370,Bit_371,Bit_372,Bit_373,Bit_374,Bit_375,Bit_376,Bit_377,Bit_378,Bit_379,Bit_380,Bit_381,Bit_382,Bit_383,Bit_384,Bit_385,Bit_386,Bit_387,Bit_388,Bit_389,Bit_390,Bit_391,Bit_392,Bit_393,Bit_394,Bit_395,Bit_396,Bit_397,Bit_398,Bit_399,Bit_400,Bit_401,Bit_402,Bit_403,Bit_404,Bit_405,Bit_406,Bit_407,Bit_408,Bit_409,Bit_410,Bit_411,Bit_412,Bit_413,Bit_414,Bit_415,Bit_416,Bit_417,Bit_418,Bit_419,Bit_420,Bit_421,Bit_422,Bit_423,Bit_424,Bit_425,Bit_426,Bit_427,Bit_428,Bit_429,Bit_430,Bit_431,Bit_432,Bit_433,Bit_434,Bit_435,Bit_436,Bit_437,Bit_438,Bit_439,Bit_440,Bit_441,Bit_442,Bit_443,Bit_444,Bit_445,Bit_446,Bit_447,Bit_448,Bit_449,Bit_450,Bit_451,Bit_452,Bit_453,Bit_454,Bit_455,Bit_456,Bit_457,Bit_458,Bit_459,Bit_460,Bit_461,Bit_462,Bit_463,Bit_464,Bit_465,Bit_466,Bit_467,Bit_468,Bit_469,Bit_470,Bit_471,Bit_472,Bit_473,Bit_474,Bit_475,Bit_476,Bit_477,Bit_478,Bit_479,Bit_480,Bit_481,Bit_482,Bit_483,Bit_484,Bit_485,Bit_486,Bit_487,Bit_488,Bit_489,Bit_490,Bit_491,Bit_492,Bit_493,Bit_494,Bit_495,Bit_496,Bit_497,Bit_498,Bit_499,Bit_500,Bit_501,Bit_502,Bit_503,Bit_504,Bit_505,Bit_506,Bit_507,Bit_508,Bit_509,Bit_510,Bit_511,Bit_512,Bit_513,Bit_514,Bit_515,Bit_516,Bit_517,Bit_518,Bit_519,Bit_520,Bit_521,Bit_522,Bit_523,Bit_524,Bit_525,Bit_526,Bit_527,Bit_528,Bit_529,Bit_530,Bit_531,Bit_532,Bit_533,Bit_534,Bit_535,Bit_536,Bit_537,Bit_538,Bit_539,Bit_540,Bit_541,Bit_542,Bit_543,Bit_544,Bit_545,Bit_546,Bit_547,Bit_548,Bit_549,Bit_550,Bit_551,Bit_552,Bit_553,Bit_554,Bit_555,Bit_556,Bit_557,Bit_558,Bit_559,Bit_560,Bit_561,Bit_562,Bit_563,Bit_564,Bit_565,Bit_566,Bit_567,Bit_568,Bit_569,Bit_570,Bit_571,Bit_572,Bit_573,Bit_574,Bit_575,Bit_576,Bit_577,Bit_578,Bit_579,Bit_580,Bit_581,Bit_582,Bit_583,Bit_584,Bit_585,Bit_586,Bit_587,Bit_588,Bit_589,Bit_590,Bit_591,Bit_592,Bit_593,Bit_594,Bit_595,Bit_596,Bit_597,Bit_598,Bit_599,Bit_600,Bit_601,Bit_602,Bit_603,Bit_604,Bit_605,Bit_606,Bit_607,Bit_608,Bit_609,Bit_610,Bit_611,Bit_612,Bit_613,Bit_614,Bit_615,Bit_616,Bit_617,Bit_618,Bit_619,Bit_620,Bit_621,Bit_622,Bit_623,Bit_624,Bit_625,Bit_626,Bit_627,Bit_628,Bit_629,Bit_630,Bit_631,Bit_632,Bit_633,Bit_634,Bit_635,Bit_636,Bit_637,B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CHEMBL187579,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
5.3.2 Construire un modèle prédictif
Enfin, lisez les données des variables explicatives (et des variables objectives) générées et créez un modèle de prédiction. Selon l'article, une forêt aléatoire a été utilisée. Je voulais reproduire le papier autant que possible avec une recherche d'hyper paramètres par GridSearch, une validation croisée 5 fois et un index d'évaluation, j'ai donc utilisé une partie de la source de github. De plus, dans le code github, Y-randamiztion a été effectuée par la méthode permutation_test_score de scikit-learn, donc cela a également été détourné.
create_model.py
import argparse
import csv
import pandas as pd
import numpy as np
import gzip
import _pickle as cPickle
from sklearn import metrics
from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
from sklearn.feature_selection import VarianceThreshold
from sklearn.model_selection import train_test_split, cross_validate, GridSearchCV
from sklearn.model_selection import permutation_test_score, StratifiedKFold
def calc_metrics_derived_from_confusion_matrix(metrics_name, y_true, y_predict):
tn, fp, fn, tp = metrics.confusion_matrix(y_true, y_predict).ravel()
# PPV, precision
# TP / TP + FP
if metrics_name in ["PPV", "precision"]:
return tp / (tp + fp)
# NPV
# TN / TN + FN
if metrics_name in ["NPV"]:
return tn / (tn + fn)
# sensitivity, recall, TPR
# TP / TP + FN
if metrics_name in ["sensitivity", "recall", "TPR"]:
return tp / (tp + fn)
# specificity
# TN / TN + FP
if metrics_name in ["specificity"]:
return tn / (tn + fp)
def calc_metrics(metrics_name, y_true, y_predict):
if metrics_name == "accuracy":
return metrics.accuracy_score(y_true, y_predict)
if metrics_name == "ba":
return metrics.balanced_accuracy_score(y_true, y_predict)
if metrics_name == "roc_auc":
return metrics.roc_auc_score(y_true, y_predict)
if metrics_name == "kappa":
return metrics.cohen_kappa_score(y_true, y_predict)
if metrics_name == "mcc":
return metrics.matthews_corrcoef(y_true, y_predict)
if metrics_name == "precision":
return metrics.precision_score(y_true, y_predict)
if metrics_name == "recall":
return metrics.recall_score(y_true, y_predict)
def main():
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("-input", type=str, required=True)
parser.add_argument("-output_model", type=str, required=True)
parser.add_argument("-output_report", type=str, required=True)
args = parser.parse_args()
df = pd.read_csv(args.input, index_col=0)
print(df.shape)
y_train = df['outcome'].to_numpy()
print(y_train)
X_train = df.iloc[:, 1:]
print(y_train.shape)
print(X_train.shape)
# Number of trees in random forest
n_estimators = [100, 250, 500, 750, 1000]
max_features = ['auto', 'sqrt']
criterion = ['gini', 'entropy']
class_weight = [None,'balanced',
{0:.9, 1:.1}, {0:.8, 1:.2}, {0:.7, 1:.3}, {0:.6, 1:.4},
{0:.4, 1:.6}, {0:.3, 1:.7}, {0:.2, 1:.8}, {0:.1, 1:.9}]
random_state = [24]
# Create the random grid
param_grid = {'n_estimators': n_estimators,
'max_features': max_features,
'criterion': criterion,
'random_state': random_state,
'class_weight': class_weight}
# setup model building
rf = GridSearchCV(RandomForestClassifier(), param_grid, n_jobs=-1, cv=5, verbose=1)
rf.fit(X_train, y_train)
print()
print('Best params: %s' % rf.best_params_)
print('Score: %.2f' % rf.best_score_)
rf_best = RandomForestClassifier(**rf.best_params_, n_jobs=-1)
rf_best.fit(X_train, y_train)
#Enregistrer le modèle une fois créé
with gzip.GzipFile(args.output_model, 'w') as f:
cPickle.dump(rf_best, f)
with gzip.GzipFile(args.output_model, 'r') as f:
rf_best = cPickle.load(f)
# Params
pred = []
ad = []
pred_proba = []
index = []
cross_val = StratifiedKFold(n_splits=5)
# Do 5-fold loop
for train_index, test_index in cross_val.split(X_train, y_train):
fold_model = rf_best.fit(X_train.iloc[train_index], y_train[train_index])
fold_pred = rf_best.predict(X_train.iloc[test_index])
fold_ad = rf_best.predict_proba(X_train.iloc[test_index])
pred.append(fold_pred)
ad.append(fold_ad)
pred_proba.append(fold_ad[:, 1])
index.append(test_index)
threshold_ad = 0.70
# Prepare results to export
fold_index = np.concatenate(index)
fold_pred = np.concatenate(pred)
fold_ad = np.concatenate(ad)
fold_pred_proba = np.concatenate(pred_proba)
fold_ad = (np.amax(fold_ad, axis=1) >= threshold_ad).astype(str)
five_fold_morgan = pd.DataFrame({'Prediction': fold_pred, 'AD': fold_ad, 'Proba': fold_pred_proba}, index=list(fold_index))
five_fold_morgan.AD[five_fold_morgan.AD == 'False'] = np.nan
five_fold_morgan.AD[five_fold_morgan.AD == 'True'] = five_fold_morgan.Prediction
five_fold_morgan.sort_index(inplace=True)
five_fold_morgan['y_train'] = pd.DataFrame(y_train)
# morgan stats
all_datas = []
datas = []
datas.append(calc_metrics("accuracy", five_fold_morgan['y_train'], five_fold_morgan['Prediction']))
datas.append(calc_metrics("ba", five_fold_morgan['y_train'], five_fold_morgan['Prediction']))
datas.append(calc_metrics("roc_auc", five_fold_morgan['y_train'], five_fold_morgan['Proba']))
datas.append(calc_metrics("kappa", five_fold_morgan['y_train'], five_fold_morgan['Prediction']))
datas.append(calc_metrics("mcc", five_fold_morgan['y_train'], five_fold_morgan['Prediction']))
datas.append(calc_metrics("precision", five_fold_morgan['y_train'], five_fold_morgan['Prediction']))
datas.append(calc_metrics("recall", five_fold_morgan['y_train'], five_fold_morgan['Prediction']))
datas.append(calc_metrics_derived_from_confusion_matrix("sensitivity", five_fold_morgan['y_train'], five_fold_morgan['Prediction']))
datas.append(calc_metrics_derived_from_confusion_matrix("PPV", five_fold_morgan['y_train'], five_fold_morgan['Prediction']))
datas.append(calc_metrics_derived_from_confusion_matrix("specificity", five_fold_morgan['y_train'], five_fold_morgan['Prediction']))
datas.append(calc_metrics_derived_from_confusion_matrix("NPV", five_fold_morgan['y_train'], five_fold_morgan['Prediction']))
datas.append(1)
all_datas.append(datas)
# morgan AD stats
morgan_ad = five_fold_morgan.dropna(subset=['AD'])
morgan_ad['AD'] = morgan_ad['AD'].astype(int)
coverage_morgan_ad = len(morgan_ad['AD']) / len(five_fold_morgan['y_train'])
datas = []
datas.append(calc_metrics("accuracy", morgan_ad['y_train'], morgan_ad['AD']))
datas.append(calc_metrics("ba", morgan_ad['y_train'], morgan_ad['AD']))
datas.append(calc_metrics("roc_auc", morgan_ad['y_train'], morgan_ad['Proba']))
datas.append(calc_metrics("kappa", morgan_ad['y_train'], morgan_ad['AD']))
datas.append(calc_metrics("mcc", morgan_ad['y_train'], morgan_ad['AD']))
datas.append(calc_metrics("precision", morgan_ad['y_train'], morgan_ad['AD']))
datas.append(calc_metrics("recall", morgan_ad['y_train'], morgan_ad['AD']))
datas.append(calc_metrics_derived_from_confusion_matrix("sensitivity", morgan_ad['y_train'], morgan_ad['AD']))
datas.append(calc_metrics_derived_from_confusion_matrix("PPV", morgan_ad['y_train'], morgan_ad['AD']))
datas.append(calc_metrics_derived_from_confusion_matrix("specificity", morgan_ad['y_train'], morgan_ad['AD']))
datas.append(calc_metrics_derived_from_confusion_matrix("NPV", morgan_ad['y_train'], morgan_ad['AD']))
datas.append(coverage_morgan_ad)
all_datas.append(datas)
# print stats
print('\033[1m' + '5-fold External Cross Validation Statistical Characteristcs of QSAR models developed morgan' + '\n' + '\033[0m')
morgan_5f_stats = pd.DataFrame(all_datas, columns=["accuracy", "ba", "roc_auc", "kappa", "mcc", "precision", "recall",
"sensitivity", "PPV", "specificity", "NPV", "Coverage"])
morgan_5f_stats.to_csv(args.output_report)
print(morgan_5f_stats)
# Y ramdomaization
permutations = 20
score, permutation_scores, pvalue = permutation_test_score(rf_best, X_train, y_train,
cv=5, scoring='balanced_accuracy',
n_permutations=permutations,
n_jobs=-1,
verbose=1,
random_state=24)
print('True score = ', score.round(2),
'\nY-randomization = ', np.mean(permutation_scores).round(2),
'\np-value = ', pvalue.round(4))
if __name__ == "__main__":
main()
Quand ceci est exécuté, le corps du modèle de prédiction est enregistré dans le chemin spécifié par output_model, et l'indice d'évaluation du modèle de prédiction construit dans le chemin spécifié par output_report est sorti. Les résultats sont les suivants.
accuracy balanced_accuracy roc_auc kappa mcc precision recall sensitivity PPV specificity NPV Coverage
0.801980 0.713126 0.807507 0.490156 0.551662 0.9375 0.441176 0.441176 0.9375 0.985075 0.776471 1.000000
0.852941 0.736842 0.812030 0.564661 0.627215 1.0000 0.473684 0.473684 1.0000 1.000000 0.830508 0.673267
True score = 0.71
Y-randomization = 0.48
p-value = 0.0476
Le score de la première ligne de la première mi-temps est le score de validation croisée dans toutes les données d'entraînement. Le rappel et la sensibilité sont les mêmes, mais les deux sont affichés pour comparer si la version scicit-learn et la fonction intégrée par moi-même correspondent.
La deuxième ligne de la première moitié est considérée dans l'article, et la fiabilité prédictive (connaissez-vous la valeur obtenue par predict_proba de scikit-learn pour la classe prédite) est supérieure au seuil (0,7)? Il s'agit d'un score de validation croisée limité aux données de, et il est considéré comme un indice basé uniquement sur des données plus fiables, et l'indice est un peu meilleur.
La seconde moitié est le résultat de la randamisation Y, selon la documentation scikit-learn, le vrai score est le vrai score sans permutation de cibles, la randamisation Y est le score aléatoire de la cible et la valeur p est le score accidentel. C'est une probabilité, le meilleur est 1 / (n_permutations + 1) '', et le pire semble être 1,0. Cette fois, 1 / (n_permutations + 1) = 1 / (20 + 1) = 0.0467 '' ``, qui est la meilleure valeur, donc la balance_accuracy de 0.71 ne semble pas avoir été obtenue par hasard. ..
5.4 Dépistage des candidats médicaments à l'aide d'un modèle prédictif
5.4.1 Réalisation de prévisions sur les données de DrugBank
Prédiction en spécifiant le corps du modèle de prédiction créé en 5.3, les données d'entraînement (101 cas) extraites de ChEMBL et PDB, et les données de dépistage virtuel (10750 cas) extraites de DrugBank dans les scripts suivants (seuls les fragments sont décrits). Je fais.
predict_drugbank.py
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("-input_train", type=str, required=True)
parser.add_argument("-input_predict", type=str, required=True)
parser.add_argument("-input_model", type=str, required=True)
parser.add_argument("-output_csv", type=str, required=True)
parser.add_argument("-output_report", type=str, required=True)
args = parser.parse_args()
#Lire les données d'entraînement
trains = list()
with open(args.input_train, "r") as f:
reader = csv.DictReader(f)
for i, row in enumerate(reader):
smiles = row["canonical_smiles"]
new_smiles = normalize(smiles)
trains.append((row["id"], new_smiles))
#Lecture des données de prévision
smiles_list = list()
datas = []
datas_other = []
with open(args.input_predict, "r") as f:
reader = csv.DictReader(f)
for row in reader:
print(row["id"])
smiles = row["smiles"]
new_smiles = normalize(smiles)
dup_pred = None
dup_train = None
if new_smiles is None or Chem.MolFromSmiles(new_smiles) is None:
print(f"error! {id}")
new_smiles = smiles
existFlag = False
for db_id, tmp_smiles in smiles_list:
if new_smiles == tmp_smiles:
dup_pred = db_id
print(f"{id}: same structure exist in predict data! - {db_id}, {tmp_smiles}")
break
for db_id, tmp_smiles in trains:
if new_smiles == tmp_smiles:
dup_train = db_id
print(f"{id}: same structure exist in train data! - {db_id}, {tmp_smiles}")
break
smiles_list.append((row["id"], new_smiles))
mol = Chem.MolFromSmiles(new_smiles)
fp = AllChem.GetMorganFingerprintAsBitVect(mol, radius=3, nBits=2048, useFeatures=False, useChirality=False)
fp = pd.Series(np.asarray(fp)).values
data = []
data.append(row["id"])
data.extend(fp)
datas.append(data)
datas_other.append((row["id"], row["name"], row["status"], dup_pred, dup_train))
columns = list()
columns.append("id")
columns.extend(["Bit_" + str(i+1) for i in range(2048)])
df = pd.DataFrame(data=datas, columns=columns)
df.set_index("id", inplace=True, drop=True)
df_other = pd.DataFrame(data=datas_other, columns=["id", "name", "status", "dup_predict", "dup_train"])
df_other.set_index("id", inplace=True, drop=True)
#Enregistrer une fois
df.to_csv(args.output_csv)
#df = pd.read_csv(args.input, index_col=0)
X_vs = df.iloc[:, 0:]
with gzip.GzipFile(args.input_model, 'r') as f:
model = cPickle.load(f)
ad_threshold = 0.70
y_pred = model.predict(X_vs)
confidence = model.predict_proba(X_vs)
confidence = np.amax(confidence, axis=1).round(2)
ad = confidence >= ad_threshold
pred = pd.DataFrame({'Prediction': y_pred, 'AD': ad, 'Confidence': confidence}, index=None)
pred.AD[pred.AD == False] = np.nan
pred.AD[pred.AD == True] = pred.Prediction.astype(int)
pred_ad = pred.dropna().astype(int)
coverage_ad = len(pred_ad) * 100 / len(pred)
print('VS pred: %s' % pred.Prediction)
print('VS pred AD: %s' % pred_ad.Prediction)
print('Coverage of AD: %.2f%%' % coverage_ad)
pred.index = X_vs.index
predictions = pd.concat([df_other, pred], axis=1)
for col in ['Prediction', 'AD']:
predictions[col].replace(0, 'Inactive', inplace=True)
predictions[col].replace(1, 'Active', inplace=True)
print(predictions.head())
predictions.to_csv(args.output_report)
output_csvLe résultat du calcul de la variable explicative des données de prédiction est émis vers. Aussi,output_reportL'identifiant de la banque de médicaments de chaque médicament dans la banque de médicaments, common name,Disponible dans le commerce/Annuler/Le type d'expérience, le résultat de la prédiction, le résultat de la prédiction pour une fiabilité de prédiction dépassant le seuil, la fiabilité de prédiction, etc. sont affichés. Aussi,outptu_reportDans chaque donnée de prédiction, s'il existe une structure dupliquée dans les mêmes données de prédiction et s'il existe une structure dupliquée dans les données d'apprentissage, l'identifiant dupliqué est émis respectivement. Parmi les données prédites, il y avait 321 cas et 6 cas pour les données d'entraînement, et il y avait des données en double.
5.4.2 Comparaison avec les papiers
Dans l'article, les résultats du criblage virtuel de DrugBank sont décrits ci-dessous. https://github.com/alvesvm/sars-cov-mpro/tree/master/mol-inf-2020/datasets/screened_compounds drugbank_hits_qsar_consensus.xlsx Nous avons comparé la production de médicaments de la Banque de médicaments ici et leurs résultats avec les résultats prévus dans la section précédente.
Dans l'article, nous avons créé un modèle de prédiction par calcul de descripteur de 3 modèles de SiRIMS, Dragon et Morgan de RDKit créés cette fois, et celui que plusieurs modèles ont rendu Active est le dernier Active. J'ai fait une comparaison globale et une comparaison pour SiRIMS et Dragon respectivement. De plus, j'ai trouvé un point qui m'intéressait au résultat de Morgan sur github, donc je ne l'ai pas comparé avec ça.
Comparaison avec le résultat global
Dans l'article, il y avait 41 cas, mais dans Excel sur github, le nombre final de cas actifs était de 51. Sur les 51 cas, le modèle créé cette fois était Actif dans 19 cas.
Comparaison avec le modèle SiRIMS et le modèle Dragon
La comparaison entre le modèle SiRIMS et le modèle Dragon et le nombre de cas actifs / inactifs est la suivante.
| MODEL | ACTIVE | INACITVE | TOTAL |
|---|---|---|---|
| SiRMS | 309 | 9305 | 9614 |
| DRAGON | 864 | 8750 | 9614 |
| Modèle de création | 314 | 9300 | 9614 |
Ensuite, j'ai comparé le nombre d'actifs communs à chacun des modèles SiRMIS et DRragon.
| MODEL | SiRMS | DRAGON | Modèle de création |
|---|---|---|---|
| SiRMS | - | 39 | 79 |
| DRAGON | 39 | - | 35 |
| Modèle de création | 79 | 35 | - |
Bien que DRAGON ait le plus grand nombre d'actifs, le nombre d'actifs correspondant au modèle créé cette fois-ci est de 79 pour SiRMS, soit le double de Dragon. À partir de là, on considère que le modèle créé cette fois-ci ressemble plus à SiRMS qu'à Dragon.
5.4.3 Bonus: visualisation de la couverture du modèle prédictif
Bien que cela ne soit pas mentionné dans l'article, j'ai essayé de visualiser comment les données à prédire sont réparties sur les données d'entraînement. En effet, dans l'apprentissage automatique, la fiabilité de la prédiction devient un problème lorsque les données ne sont pas similaires aux données d'apprentissage. En tant que méthode, tout d'abord, un modèle de réduction de dimension a été créé à partir des données d'apprentissage, et les coordonnées bidimensionnelles des données cibles de prédiction ont été générées et tracées à l'aide du modèle. Nous avons essayé PCA et UMAP comme méthode de réduction de dimension. Les données utilisaient l'empreinte digitale Morgan ainsi que le modèle de création. Le bleu correspond aux données d'entraînement et le rouge aux données de prédiction. 〇 est actif et X est inactif. Là où 〇 et X se chevauchent dans les données d'entraînement, UMAP semble être en mesure de mieux les séparer.
La source du script visualisé est la suivante. Un modèle PCA ou UMAP est créé avec ajustement à partir des données d'entraînement, et le résultat de la transformation de chaque donnée de prédiction est affiché. En regardant la figure, il semble que les données à prédire ne s'écartent pas significativement de la gamme des données d'entraînement, mais elles peuvent être affectées par le fait que les dimensions ne sont réduites que par les données composées des données d'apprentissage.
view_ad.py
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("-train", type=str, required=True)
parser.add_argument("-predict", type=str)
parser.add_argument("-result", type=str)
parser.add_argument("-method", type=str, default="PCA", choices=["PCA", "UMAP"])
args = parser.parse_args()
# all_train.Chargement de csv,calcul fp
train_datas = []
train_datas_active = []
train_datas_inactive = []
with open(args.train, "r") as f:
reader = csv.DictReader(f)
for row in reader:
smiles = row["canonical_smiles"]
mol = Chem.MolFromSmiles(smiles)
fp = AllChem.GetMorganFingerprintAsBitVect(mol, radius=3, nBits=2048, useFeatures=False, useChirality=False)
train_datas.append(fp)
if int(row["outcome"]) == 1:
train_datas_active.append(fp)
else:
train_datas_inactive.append(fp)
if args.predict and args.result:
result_outcomes = []
result_ads = []
#Lire les résultats de prédiction
with open(args.result, "r",encoding="utf-8_sig") as f:
reader = csv.DictReader(f)
for i, row in enumerate(reader):
#print(row)
if row["Prediction"] == "Active":
result_outcomes.append(1)
else:
result_outcomes.append(0)
result_ads.append(row["Confidence"])
# drugbank.Chargement de csv,calcul fp
predict_datas = []
predict_datas_active = []
predict_datas_inactive = []
predict_ads = []
with open(args.predict, "r") as f:
reader = csv.DictReader(f)
for i, row in enumerate(reader):
print(i)
smiles = row["smiles"]
mol = Chem.MolFromSmiles(smiles)
fp = AllChem.GetMorganFingerprintAsBitVect(mol, radius=3, nBits=2048, useFeatures=False, useChirality=False)
predict_datas.append(fp)
if result_outcomes[i] == 1:
predict_datas_active.append(fp)
else:
predict_datas_inactive.append(fp)
#une analyse
model = None
if args.method == "PCA":
model = PCA(n_components=2)
model.fit(train_datas)
if args.method == "UMAP":
model = umap.UMAP()
model.fit(train_datas)
result_train = model.transform(train_datas)
result_train_active = model.transform(train_datas_active)
result_train_inactive = model.transform(train_datas_inactive)
plt.title(args.method)
#plt.scatter(result_train[:, 0], result_train[:, 1], c="blue", alpha=0.1, marker="o")
plt.scatter(result_train_active[:, 0], result_train_active[:, 1], c="blue", alpha=0.5, marker="o")
plt.scatter(result_train_inactive[:, 0], result_train_inactive[:, 1], c="blue", alpha=0.5, marker="x")
#Prévoir(predict)
if args.predict and args.result:
result_predict = model.transform(predict_datas)
result_predict_active = model.transform(predict_datas_active)
result_predict_inactive = model.transform(predict_datas_inactive)
#plt.scatter(result_predict[:, 0], result_predict[:, 1], c=result_ads, alpha=0.1, cmap='viridis_r')
plt.scatter(result_predict_active[:, 0], result_predict_active[:, 1], c="red", alpha=0.1, marker="o")
plt.scatter(result_predict_inactive[:, 0], result_predict_inactive[:, 1], c="red", alpha=0.1, marker="x")
plt.show()
6. Conclusion
6.1 Impressions
Grâce au processus de test du contenu de cet article, j'ai pu obtenir ce qui suit. Je pense que cela sera utile dans de nombreux cas lorsque vous vous analysez ou lisez un autre article à l'avenir.
«J'ai pu tout expérimenter, de la collecte de données dans le domaine de la découverte de médicaments au prétraitement, à la création de modèles de prédiction et à l'évaluation de modèles de prédiction. En particulier, j'ai pu constater par moi-même combien de temps il faut pour collecter et prétraiter les données avant de créer un modèle de prédiction, et pour l'appliquer et l'évaluer après avoir créé un modèle de prédiction. «J'ai pu approfondir ma compréhension de la base de données publique, comme le plan et la méthode de collecte des données.
Cette fois, j'ai essayé des articles en utilisant la méthode conventionnelle, mais les articles utilisant le Deep Learning tels que Graph Convolution Networks (GCN) apparaissent les uns après les autres, et j'aimerais les essayer dans un proche avenir.
6.2 Autres articles recommandés liés à cet article
Dans le processus de recherche d'articles, je vais énumérer deux autres articles sur les modèles prédictifs liés aux coronavirus trouvés ci-dessous. Les deux sont bons à essayer car l'ensemble de données est accessible au public.
Dans cet article, nous créons un modèle de prédiction pour une cible appelée protéase de type papaïne (PLpro), qui est différente de l'article de cet article.
Cela crée le même modèle prédictif pour la protéase principale que dans cet article. Le modèle a été évalué selon les lignes directrices de l'OCDE (https://www.oecd.org/chemicalsafety/risk-assessment/37849783.pdf), et il semble que nous puissions obtenir des informations sur l'évaluation des modèles prédictifs pour les composés. Est.
6.3 Bibliothèque utilisée dans cet article
Les principales bibliothèques utilisées dans cet article sont les suivantes.
- Python 3.7
- RDkit 2020.03.5
- scikit-learn 0.23.2
- MolVS 0.1.1
6.5 À propos du programme dans cet article
Les programmes répertoriés dans cet article sont disponibles sur https://github.com/kimisyo/sars_trace_1.
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