chemical beauty (1)
「薬らしさ（drug-likeness）」という指標があります。
これは、物性が承認薬と似ているという基準で候補化合物をざくっと絞り込むときに使います。
有名な指標は、リピンスキーの法則ですが、最近、新たな指標が提案されたので取り上げます。
それは、Bickertonら*1が報告した QED (quantitative estimate of drug-likeness) という計算手法です。
次の8つの記述子の分布をもとに計算されます。
- 分子量
- 疎水性（ALOGP）
- 水素結合ドナーの数
- 水素結合アクセプターの数
- 極性表面積
- 回転可能結合の数
- 芳香環の数
- 望ましくない部分構造の数（ALERTS）
さっそく実装に挑戦です。
まず、ALERTSからいきましょう。
smartsパターンをString列で定義して、
SMARTSQueryToolクラスを使って数えます。
import java.io.*;
import org.openscience.cdk.interfaces.*;
import org.openscience.cdk.io.iterator.IteratingSMILESReader;
import org.openscience.cdk.smiles.smarts.SMARTSQueryTool;public class alerts {
private static final String[] smarts = {
"*1[O,S,N]*1", "[S,C](=[O,S])[F,Br,Cl,I]",
"[CX4][Cl,Br,I]", "[C,c]S(=O)(=O)O[C,c]",
"[$([CH]),$(CC)]#CC(=O)[C,c]", "[$([CH]),$(CC)]#CC(=O)O[C,c]",
"n[OH]", "[$([CH]),$(CC)]#CS(=O)(=O)[C,c]",
"C=C(C=O)C=O", "n1c([F,Cl,Br,I])cccc1",
"[CH1](=O)", "[O,o][O,o]", "[C;!R]=[N;!R]", "[N!R]=[N!R]",
"[#6](=O)[#6](=O)", "[S,s][S,s]", "[N,n][NH2]", "C(=O)N[NH2]", "[C,c]=S",
"[$([CH2]),$([CH][CX4]),$(C([CX4])[CX4])]=[$([CH2]),$([CH][CX4]),$(C([CX4])[CX4])]",
"C1(=[O,N])C=CC(=[O,N])C=C1", "C1(=[O,N])C(=[O,N])C=CC=C1",
"a21aa3a(aa1aaaa2)aaaa3", "a31a(a2a(aa1)aaaa2)aaaa3",
"a1aa2a3a(a1)A=AA=A3=AA=A2", "c1cc([NH2])ccc1",
"[Hg,Fe,As,Sb,Zn,Se,se,Te,B,Si,Na,Ca,Ge,Ag,Mg,K,Ba,Sr,Be,Ti,Mo,Mn,Ru,Pd,Ni,Cu,Au,Cd,Al,Ga,Sn,Rh,Tl,Bi,Nb,Li,Pb,Hf,Ho]", "I",
"OS(=O)(=O)[O-]", "[N+](=O)[O-]",
"C(=O)N[OH]", "C1NC(=O)NC(=O)1", "[SH]", "[S-]",
"c1ccc([Cl,Br,I,F])c([Cl,Br,I,F])c1[Cl,Br,I,F]", "c1cc([Cl,Br,I,F])cc([Cl,Br,I,F])c1[Cl,Br,I,F]",
"[CR1]1[CR1][CR1][CR1][CR1][CR1][CR1]1", "[CR1]1[CR1][CR1]cc[CR1][CR1]1",
"[CR2]1[CR2][CR2][CR2][CR2][CR2][CR2][CR2]1",
"[CR2]1[CR2][CR2]cc[CR2][CR2][CR2]1",
"[CH2R2]1N[CH2R2][CH2R2][CH2R2][CH2R2][CH2R2]1",
"[CH2R2]1N[CH2R2][CH2R2][CH2R2][CH2R2][CH2R2][CH2R2]1",
"C#C", "[OR2,NR2]@[CR2]@[CR2]@[OR2,NR2]@[CR2]@[CR2]@[OR2,NR2]",
"[$([N+R]),$([n+R]),$([N+]=C)][O-]", "[C,c]=N[OH]",
"[C,c]=NOC=O", "[C,c](=O)[CX4,CR0X3,O][C,c](=O)",
"c1ccc2c(c1)ccc(=O)o2", "[O+,o+,S+,s+]",
"N=C=O", "[NX3,NX4][F,Cl,Br,I]",
"c1ccccc1OC(=O)[#6]", "[CR0]=[CR0][CR0]=[CR0]",
"[C+,c+,C-,c-]", "N=[N+]=[N-]",
"C12C(NC(N1)=O)CSC2", "c1c([OH])c([OH,NH2,NH])ccc1",
"P", "[N,O,S]C#N", "C=C=O", "[Si][F,Cl,Br,I]",
"[SX2]O", "[SiR0,CR0](c1ccccc1)(c2ccccc2)(c3ccccc3)",
"O1CCCCC1OC2CCC3CCCCC3C2", "N=[CR0][N,n,O,S]",
"[cR2]1[cR2][cR2]([Nv3X3,Nv4X4])[cR2][cR2][cR2]1[cR2]2[cR2][cR2][cR2]([Nv3X3,Nv4X4])[cR2][cR2]2",
"C=[C!r]C#N",
"[cR2]1[cR2]c([N+0X3R0,nX3R0])c([N+0X3R0,nX3R0])[cR2][cR2]1",
"[cR2]1[cR2]c([N+0X3R0,nX3R0])[cR2]c([N+0X3R0,nX3R0])[cR2]1",
"[cR2]1[cR2]c([N+0X3R0,nX3R0])[cR2][cR2]c1([N+0X3R0,nX3R0])",
"[OH]c1ccc([OH,NH2,NH])cc1", "c1ccccc1OC(=O)O",
"[SX2H0][N]", "c12ccccc1(SC(S)=N2)", "c12ccccc1(SC(=S)N2)", "c1nnnn1C=O",
"s1c(S)nnc1NC=O", "S1C=CSC1=S", "C(=O)Onnn", "OS(=O)(=O)C(F)(F)F",
"N#CC[OH]", "N#CC(=O)", "S(=O)(=O)C#N", "N[CH2]C#N",
"C1(=O)NCC1", "S(=O)(=O)[O-,OH]", "NC[F,Cl,Br,I]", "C=[C!r]O",
"[NX2+0]=[O+0]", "[OR0,NR0][OR0,NR0]",
"(C(=O)O[C,H1]).(C(=O)O[C,H1]).(C(=O)O[C,H1])", "[CX2R0][NX3R0]",
"c1ccccc1[C;!R]=[C;!R]c2ccccc2",
"[NX3R0,NX4R0,OR0,SX2R0][CX4][NX3R0,NX4R0,OR0,SX2R0]",
"[s,S,c,C,n,N,o,O]~[n+,N+](~[s,S,c,C,n,N,o,O])(~[s,S,c,C,n,N,o,O])~[s,S,c,C,n,N,o,O]",
"[s,S,c,C,n,N,o,O]~[nX3+,NX3+](~[s,S,c,C,n,N])~[s,S,c,C,n,N]",
"[*]=[N+]=[*]", "[SX3](=O)[O-,OH]", "N#N",
"F.F.F.F", "[R0;D2][R0;D2][R0;D2][R0;D2]",
"[cR,CR]~C(=O)NC(=O)~[cR,CR]", "C=!@CC=[O,S]",
"[#6,#8,#16][C,c](=O)O[C,c]", "c[C;R0](=[O,S])[C,c]",
"c[SX2][C;!R]", "C=C=C", "c1nc([F,Cl,Br,I,S])ncc1", "c1ncnc([F,Cl,Br,I,S])c1",
"c1nc(c2c(n1)nc(n2)[F,Cl,Br,I])", "[C,c]S(=O)(=O)c1ccc(cc1)F"};
// "[15N,13C,18O,2H,34S]"};public static void main(String args[]){
if(args.length!=1){
System.err.println("alerts <smiles-file>");
System.exit(1);
}
FileInputStream fis = null;
IteratingSMILESReader isr = null;
try{
fis = new FileInputStream(new File(args[0]));
isr = new IteratingSMILESReader(fis);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
while( isr.hasNext() ){
IMolecule imol = (IMolecule)isr.next();
String id = (String)imol.getProperty("cdk:Title");int nalert = 0;
try {
SMARTSQueryTool sqt = new SMARTSQueryTool("C");
for (int i = 0; i < smarts.length; i++) {
sqt.setSmarts(smarts[i]);
if ( sqt.matches(imol) ) {
nalert = nalert + 1;
}
}
} catch (Exception e1) {
e1.printStackTrace();
}
System.out.printf("%s\t%d\n", id, nalert);
}
}
}
最後の放射性元素のパターンは、実装が面倒だったのでコメントアウトしました。
放射性化合物・・・ふつうは入っていませんよね。
