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目的:采用Discovery Studio,以一组小分子化合物为实例,计算其ADMET性质并对预测结果进行分析。
所需功能和模块:Discovery Studio Visualizer Client和DS ADMET。
所需数据文件:pk-test.sd。
所需时间:10分钟
介绍
ADMET性质是指分子在有机体内的吸收、分布、代谢、排泄和毒性等性质。如果在药物研发的早期阶段就能依据化合物的ADMET性质对先导化合物进行有针对性的选取和优化改造,这对提高药物研发的成功率以及减少药物研发后期过程中由于ADMET性质问题所造成的资金浪费问题,是非常必要的。ADMET描述符可以有助于及早排除ADMET性质不好的化合物从而避免后期耗资巨大的结构改造,同时也可以评价结构优化的效果,是否确实改善了ADMET属性,从而避免合成所支出的过多资源。
本教程主要介绍了在Discovery Studio中如何进行化合物ADMET性质的预测,以及预测结果的分析。
本教程包括:
· 运行ADMET性质计算流程
· 分析ADMET性质预测结果
Discovery Studio中可以计算的ADMET性质包括:
· 25摄氏度下水溶解度(aqueous solubility)
· 血脑屏障通透性(Blood brain barrier penetration,BBB)
· 细胞色素P450 2D6抑制性(Cytochrome P4502D6 inhibition)
· 肝毒性(hepatotoxicity)
· 人类肠道吸收性(human intestinal absorption,HIA)
· 血浆蛋白结合率(plasma protein binding)
运行ADMET性质计算流程
1. 导入小分子化合物文件
在文件浏览器(Files Explorer)中,展开Samples | Tutorials | QSAR,双击打开pk-test.sd文件。
在表格浏览器中可以看到一共有20个丙酮酸盐激酶抑制剂。
2. 选择计算性质,运行计算流程
在工具浏览器(Tools Explorer)中,展开Small Molecules | Calculate Molecular Properties,点击ADMET Descriptors,打开ADMET Descriptors对话框。
点击Input Ligands右边的栅格,选择下拉列表中的pk-test:All,选择所有小分子化合物。
注:如果pk-test Molecule窗口已经打开,那么该处会自动设置。
ADMET Descriptors参数选择默认设置,即选取所有ADMET性质。(图1)
此操作将计算所有小分子化合物的所有ADMET性质。
点击Run运行作业。
等待作业完成。
注:该作业完成时间在30s以内(CPU为2.4GHz的计算机)。
为清晰起见,从菜单栏中选择Window | Close All关闭不必要窗口。
分析预测结果
待作业完成后,自动跳出一个对话框(图2)。
或者待作业完成后,双击作业浏览器(Jobs Explorer)中相应的行,打开Report页面。点击View Results按钮。同样会跳出该对话框。
点击Yes,打开ADMET plot窗口。(图3)
该ADMET plot是一个ADMET_PSA_2D vs ADMET_AlogP98的2D图。图中显示了两个系列的椭圆,分别表示了血脑屏障通透性(BBB)模型95%和99%的置信区间,以及人体肠道吸收性(HIA)模型95%和99%的置信区间。
注:如果在图中没有显示4个椭圆,则从菜单栏中选取Edit | Preferences,打开Preferences对话框,展开Charts,选取ADMET Plot,检查Blood Brain Barrier和Absorption是否都已选中。(图4)
注:如果在ADMET Plot窗口中并没有如图3中所显示的图标,可以通过如下操作来获取:在窗口中点击鼠标右键,选择Display Style,在Axis and Font下勾选Show Legend。(图5)
将ADMET plot标签拖至视图窗口,使得该窗口同pk-test Molecule窗口并列显示。(图6)
点击蓝色椭圆(99%血脑屏障的置信区间)外围的点。
与该点对应的分子将在pk-test分子窗口中突出显示。由于该分子处于BBB模型99%置信区间以外,对该分子的预测就视为不可靠的。
提示:按住SHIFT可以选中多个分子,或者使用工具在ADMET plot外围画个圈以选中圈内的所有分子。同样在分子窗口选中某一分子,ADMET plot中相应的点也会突出显示(图7)。
展开菜单栏Help ,点击Help Topics打开帮助文件,Contents下点击选择Small Molecules tools | Theory-Small Molecules | Theory-ADMET Descriptors,打开相关帮助文件,可以查看每一种预测的属性的详细信息。(图8)
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