Task3

Version 3 (Andrey Golovin, 26.09.2017 11:42)

1 1 Andrey Golovin
h1.  Хемоинформатика 
2 1 Andrey Golovin
3 1 Andrey Golovin
lecture : http://kodomo.fbb.msu.ru/~golovin/l2.pdf
4 1 Andrey Golovin
5 1 Andrey Golovin
Цель занятия используя пакет моудлей RDkit предложить аналог ибупрофена :
6 1 Andrey Golovin
* на сайте PubChem найти все радикалы c азидом для Click Chemistry и скачать их SMILES нотации
7 1 Andrey Golovin
* Найти формулу ибупрофена и предложить способ изменения его SMILES для эмуляции продукта Click Chemistry
8 1 Andrey Golovin
* Заменить в найденых радикалах азидную группу на модифцированный ибупрофен.
9 1 Andrey Golovin
* Превратить новые SMILES  в объекты-молекулы
10 1 Andrey Golovin
* Отобрать те молекулы, которые удовлетворяют правилу пяти Lepinsky
11 1 Andrey Golovin
12 3 Andrey Golovin
h2. Подсказки: 
13 1 Andrey Golovin
* Всю работу выполняем в Jupiter Notebook, можно запускать как локально так и на shadbox
14 1 Andrey Golovin
* Добавим путь к conda и активируем профиль,if you use windows do it in putty on shadbox:
15 1 Andrey Golovin
16 1 Andrey Golovin
17 3 Andrey Golovin
<pre><code class="bash">
18 1 Andrey Golovin
source activate hse
19 1 Andrey Golovin
</pre>
20 1 Andrey Golovin
21 3 Andrey Golovin
<pre><code class="bash">
22 3 Andrey Golovin
jupyter-notebook --no-browser -port XXXX
23 1 Andrey Golovin
</pre>
24 1 Andrey Golovin
25 3 Andrey Golovin
* Run plink on windows
26 3 Andrey Golovin
<pre><code class="bash">
27 3 Andrey Golovin
plink -ssh -L  8888:localhost:XXXXX ivanov@shadbox
28 1 Andrey Golovin
</pre>
29 1 Andrey Golovin
30 1 Andrey Golovin
* open browser http://localhost:8888 , you may want use tokien from Jupiter Notebook run.
31 1 Andrey Golovin
* Загрузим модули RDkit (мануал: http://www.rdkit.org/docs/GettingStartedInPython.html )
32 1 Andrey Golovin
33 3 Andrey Golovin
<pre><code class="python">
34 1 Andrey Golovin
from rdkit import Chem
35 1 Andrey Golovin
from rdkit.Chem import AllChem
36 1 Andrey Golovin
from rdkit import RDConfig
37 1 Andrey Golovin
from rdkit.Chem.Draw import IPythonConsole 
38 1 Andrey Golovin
from rdkit.Chem import Draw
39 1 Andrey Golovin
import numpy as np
40 1 Andrey Golovin
from IPython.display import display,Image
41 1 Andrey Golovin
</pre>
42 1 Andrey Golovin
43 2 Andrey Golovin
* Нарисуем ибупрофен
44 1 Andrey Golovin
45 3 Andrey Golovin
<pre><code class="python">
46 1 Andrey Golovin
ibu=Chem.MolFromSmiles('CC(C)CC1=CC=C(C=C1)C(C)C(=O)O')
47 1 Andrey Golovin
AllChem.Compute2DCoords(ibu)
48 1 Andrey Golovin
display(ibu)
49 1 Andrey Golovin
</pre>
50 1 Andrey Golovin
51 1 Andrey Golovin
* Посчитаем параметры для правила Лепински
52 1 Andrey Golovin
53 3 Andrey Golovin
<pre><code class="python">
54 1 Andrey Golovin
import rdkit.Chem.Lipinski as Lipinksy
55 1 Andrey Golovin
print Lipinksy.NumHDonors(ibu)
56 1 Andrey Golovin
print Lipinksy.NumHAcceptors(ibu)
57 1 Andrey Golovin
print Lipinksy.rdMolDescriptors.CalcExactMolWt(ibu)
58 1 Andrey Golovin
print Lipinksy.rdMolDescriptors.CalcCrippenDescriptors(ibu)[0]
59 1 Andrey Golovin
</pre>
60 1 Andrey Golovin
61 1 Andrey Golovin
* Загрузим скаченные данные и отфильтруем
62 3 Andrey Golovin
<pre><code class="python">
63 1 Andrey Golovin
strings=np.genfromtxt('2515324818764782706.txt',dtype=np.str)
64 1 Andrey Golovin
65 1 Andrey Golovin
for line in strings:
66 1 Andrey Golovin
    if len(line[1]) < 30 and not '.' in line[1]:
67 1 Andrey Golovin
        smiles  append line[1]
68 1 Andrey Golovin
</pre>
69 1 Andrey Golovin
70 1 Andrey Golovin
71 1 Andrey Golovin
* Пстроим новые молекулы и отфильтруем
72 1 Andrey Golovin
73 3 Andrey Golovin
<pre><code class="python">
74 1 Andrey Golovin
for smi in smiles[:1500]:
75 1 Andrey Golovin
    
76 1 Andrey Golovin
    if азид  in smi:
77 1 Andrey Golovin
        newsmi=smi.replace('N=[N+]=[N-]',template)
78 1 Andrey Golovin
    else:
79 1 Andrey Golovin
        continue
80 1 Andrey Golovin
</pre>
81 1 Andrey Golovin
   
82 1 Andrey Golovin
* Новую молекулу лучше создавать в try из-за битых  smiles
83 1 Andrey Golovin
84 3 Andrey Golovin
<pre><code class="python">
85 1 Andrey Golovin
    try:
86 1 Andrey Golovin
        newmol=Chem.MolFromSmiles
87 1 Andrey Golovin
88 1 Andrey Golovin
        
89 1 Andrey Golovin
        if новая молекулу удолтворяет правилу 5
90 1 Andrey Golovin
            сохраним в массив
91 1 Andrey Golovin
            и покажем
92 1 Andrey Golovin
    except:
93 1 Andrey Golovin
        pass
94 1 Andrey Golovin
</pre>
95 1 Andrey Golovin
96 1 Andrey Golovin
* Наводим красоту за бонусные баллы, постройте 3D структуру и покрутите её
97 1 Andrey Golovin
98 1 Andrey Golovin
можно сделать большую картинку с Draw.MolsToGridImage
99 1 Andrey Golovin
100 1 Andrey Golovin
как сделать конформацию лиганда:
101 1 Andrey Golovin
 
102 1 Andrey Golovin
103 3 Andrey Golovin
<pre><code class="python">
104 1 Andrey Golovin
m3d=Chem.AddHs(m2d)
105 1 Andrey Golovin
Chem.AllChem.EmbedMolecule(m3d)
106 1 Andrey Golovin
AllChem.MMFFOptimizeMolecule(m3d,maxIters=500,nonBondedThresh=200 )
107 1 Andrey Golovin
</pre>
108 1 Andrey Golovin
109 1 Andrey Golovin
загрузим NGL viewer
110 1 Andrey Golovin
111 3 Andrey Golovin
<pre><code class="python">
112 1 Andrey Golovin
import nglview as nv
113 1 Andrey Golovin
</pre>
114 1 Andrey Golovin
115 1 Andrey Golovin
и покажем первую конформацию
116 1 Andrey Golovin
117 3 Andrey Golovin
<pre><code class="python">
118 1 Andrey Golovin
nv.show_rdkit(m3d)
119 1 Andrey Golovin
</pre>