Task3
Version 19 (Andrey Golovin, 27.09.2019 13:17)
1 | 1 | Andrey Golovin | h1. Хемоинформатика |
---|---|---|---|
2 | 1 | Andrey Golovin | |
3 | 14 | Student HSE | lecture: http://kodomo.fbb.msu.ru/~golovin/l2.pdf |
4 | 1 | Andrey Golovin | |
5 | 14 | Student HSE | Цель занятия — используя пакет модулей 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 | 14 | Student HSE | * Найти формулу ибупрофена и предложить способ изменения его SMILES для эмуляции реагента "Click Chemistry":https://en.wikipedia.org/wiki/Click_chemistry#Copper.28I.29-catalyzed_azide-alkyne_cycloaddition_.28CuAAC.29 (заменить изопропил на этин он же ацителен) |
8 | 1 | Andrey Golovin | * Заменить в найденых радикалах азидную группу на модифцированный ибупрофен. |
9 | 14 | Student HSE | * Превратить новые SMILES в объекты-молекулы |
10 | 16 | Student HSE | * Отобрать те молекулы, которые удовлетворяют "правилу пяти Lipinski":https://en.wikipedia.org/wiki/Lipinski%27s_rule_of_five |
11 | 1 | Andrey Golovin | |
12 | 1 | Andrey Golovin | h2. Подсказки: |
13 | 3 | Andrey Golovin | |
14 | 14 | Student HSE | * shadbox — это виртуальная машина, на которой вы можете выполнять занятия. Модули из практикума также можно установить локально: см. файл conda.install |
15 | 17 | Andrey Golovin | * shadbox также известен как shadbox.vsb.fbb.msu.ru . |
16 | 14 | Student HSE | * Всю работу выполняем в Jupiter Notebook, можно запускать как локально, так и на shadbox |
17 | 17 | Andrey Golovin | * Добавим путь к conda и активируем профиль с помощью терминала Jupyter : |
18 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="bash"> |
19 | 17 | Andrey Golovin | |
20 | 17 | Andrey Golovin | export PATH="/home/shad/miniconda2/bin:$PATH" |
21 | 17 | Andrey Golovin | |
22 | 1 | Andrey Golovin | source activate hse |
23 | 3 | Andrey Golovin | |
24 | 19 | Andrey Golovin | python -m ipykernel install --user --display-name "Python 2.7 HSE" |
25 | 19 | Andrey Golovin | |
26 | 19 | Andrey Golovin | или |
27 | 19 | Andrey Golovin | |
28 | 19 | Andrey Golovin | export PATH="/home/shad/miniconda3/bin:$PATH" |
29 | 19 | Andrey Golovin | source activate py37-hse |
30 | 19 | Andrey Golovin | python -m ipykernel install --user --display-name "Python 3.7 HSE" |
31 | 17 | Andrey Golovin | |
32 | 4 | Andrey Golovin | </code></pre> |
33 | 1 | Andrey Golovin | |
34 | 17 | Andrey Golovin | |
35 | 18 | Andrey Golovin | * Создадим новый notebook Python 2.7 HSE и загрузим модули RDkit (мануал: http://www.rdkit.org/docs/GettingStartedInPython.html ) |
36 | 3 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
37 | 1 | Andrey Golovin | from rdkit import Chem |
38 | 1 | Andrey Golovin | from rdkit.Chem import AllChem |
39 | 1 | Andrey Golovin | from rdkit import RDConfig |
40 | 1 | Andrey Golovin | from rdkit.Chem.Draw import IPythonConsole |
41 | 1 | Andrey Golovin | from rdkit.Chem import Draw |
42 | 1 | Andrey Golovin | import numpy as np |
43 | 1 | Andrey Golovin | from IPython.display import display,Image |
44 | 4 | Andrey Golovin | </code></pre> |
45 | 1 | Andrey Golovin | |
46 | 2 | Andrey Golovin | * Нарисуем ибупрофен |
47 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
48 | 3 | Andrey Golovin | ibu=Chem.MolFromSmiles('CC(C)CC1=CC=C(C=C1)C(C)C(=O)O') |
49 | 1 | Andrey Golovin | AllChem.Compute2DCoords(ibu) |
50 | 1 | Andrey Golovin | display(ibu) |
51 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
52 | 1 | Andrey Golovin | |
53 | 16 | Student HSE | * Посчитаем параметры для правила Липински |
54 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
55 | 3 | Andrey Golovin | import rdkit.Chem.Lipinski as Lipinksy |
56 | 1 | Andrey Golovin | print Lipinksy.NumHDonors(ibu) |
57 | 1 | Andrey Golovin | print Lipinksy.NumHAcceptors(ibu) |
58 | 1 | Andrey Golovin | print Lipinksy.rdMolDescriptors.CalcExactMolWt(ibu) |
59 | 1 | Andrey Golovin | print Lipinksy.rdMolDescriptors.CalcCrippenDescriptors(ibu)[0] |
60 | 4 | Andrey Golovin | </code></pre> |
61 | 1 | Andrey Golovin | |
62 | 16 | Student HSE | * Загрузим скачанные данные и отфильтруем |
63 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
64 | 3 | Andrey Golovin | strings=np.genfromtxt('2515324818764782706.txt',dtype=np.str) |
65 | 1 | Andrey Golovin | |
66 | 1 | Andrey Golovin | for line in strings: |
67 | 1 | Andrey Golovin | if len(line[1]) < 30 and not '.' in line[1]: |
68 | 1 | Andrey Golovin | smiles.append(line[1]) |
69 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
70 | 1 | Andrey Golovin | |
71 | 1 | Andrey Golovin | |
72 | 16 | Student HSE | * Построим новые молекулы и отфильтруем |
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 | 4 | Andrey Golovin | continue |
80 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
81 | 14 | Student HSE | |
82 | 1 | Andrey Golovin | * Новую молекулу лучше создавать в try из-за битых smiles |
83 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
84 | 3 | Andrey Golovin | try: |
85 | 1 | Andrey Golovin | newmol=Chem.MolFromSmiles |
86 | 1 | Andrey Golovin | |
87 | 1 | Andrey Golovin | |
88 | 1 | Andrey Golovin | if новая молекулу удолтворяет правилу 5 |
89 | 1 | Andrey Golovin | сохраним в массив |
90 | 1 | Andrey Golovin | и покажем |
91 | 1 | Andrey Golovin | except: |
92 | 1 | Andrey Golovin | pass |
93 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
94 | 1 | Andrey Golovin | |
95 | 1 | Andrey Golovin | * Наводим красоту за бонусные баллы, постройте 3D структуру и покрутите её |
96 | 1 | Andrey Golovin | |
97 | 16 | Student HSE | * можно сделать большую картинку с Draw.MolsToGridImage |
98 | 1 | Andrey Golovin | |
99 | 16 | Student HSE | * как сделать конформацию лиганда: |
100 | 3 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
101 | 1 | Andrey Golovin | m3d=Chem.AddHs(m2d) |
102 | 1 | Andrey Golovin | Chem.AllChem.EmbedMolecule(m3d) |
103 | 1 | Andrey Golovin | AllChem.MMFFOptimizeMolecule(m3d,maxIters=500,nonBondedThresh=200 ) |
104 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
105 | 1 | Andrey Golovin | |
106 | 16 | Student HSE | * загрузим NGL viewer |
107 | 1 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
108 | 4 | Andrey Golovin | import nglview as nv |
109 | 1 | Andrey Golovin | </code></pre> |
110 | 1 | Andrey Golovin | |
111 | 16 | Student HSE | * и покажем первую конформацию |
112 | 3 | Andrey Golovin | <pre><code class="python"> |
113 | 1 | Andrey Golovin | nv.show_rdkit(m3d) |
114 | 4 | Andrey Golovin | </code></pre> |