✖


Jump to content

ПРИМЕР ЗАДАЧИ

Add links

SAMPL ( Статистическая оценка моделирования белков и лигандов ) представляет собой набор слепых задач для всего сообщества , направленных на продвижение вычислительных методов в качестве стандартных инструментов прогнозирования в рациональном дизайне лекарств . [1] [2] [3] [4] [5] широкий спектр биологически значимых систем с различными размерами и уровнями сложности, включая белки , комплексы «хозяин-гость» Для тестирования новейших методов моделирования и силовых полей в SAMPL был выбран и небольшие молекулы, подобные лекарствам. Новые экспериментальные данные, такие как сродство связывания и свободная энергия гидратации , скрываются от участников до крайнего срока подачи прогнозов, чтобы можно было выявить истинную прогностическую силу методов. Самый последний вызов SAMPL5 содержит две категории прогнозирования: сродство связывания систем хозяин-гость и коэффициенты распределения молекул, подобных лекарству, между водой и циклогексаном. [6] [7] С 2008 года серия задач SAMPL привлекает интерес учёных, занимающихся компьютерным дизайном лекарств (CADD). [8] [9] [10] В число нынешних организаторов SAMPL входят Джон Чодера , Майкл К. Гилсон , Дэвид Мобли и Майкл Ширтс . [11]

Значение проекта

[ редактировать ]

Задача SAMPL направлена ​​на ускорение прогресса в разработке количественных и точных инструментов для открытия лекарств путем обеспечения перспективной проверки и строгого сравнения вычислительных методологий и силовых полей. Компьютерные методы разработки лекарств со временем значительно усовершенствовались, наряду с быстрым ростом возможностей высокопроизводительных вычислений. Однако их применимость в фармацевтической промышленности пока весьма ограничена из-за недостаточной точности. Из-за отсутствия крупномасштабных перспективных проверок методы склонны переоценивать уже существующие экспериментальные данные. Чтобы преодолеть эту проблему, задачи SAMPL были организованы в виде слепых тестов: каждый раз новые наборы данных тщательно разрабатываются и собираются из академических или промышленных исследовательских лабораторий, а измерения публикуются вскоре после крайнего срока подачи прогнозов. Затем исследователи смогут сравнить эти высококачественные проспективные экспериментальные данные с представленными оценками. Ключевой акцент делается на извлеченных уроках, что позволяет участникам будущих задач извлечь выгоду из улучшений моделирования, сделанных на основе предыдущих задач.

SAMPL исторически фокусировался на свойствах систем «хозяин-гость» и малых молекул, подобных лекарствам. Эти просто моделирующие системы требуют для моделирования значительно меньше вычислительных ресурсов, чем белковые системы, и поэтому сходятся быстрее. Благодаря тщательному проектированию эти модельные системы можно использовать для сосредоточения внимания на одной конкретной задаче или подмножестве задач моделирования. [ нужны дальнейшие объяснения ] [12] Несколько последних испытаний «хозяин-гость» SAMPL, свободной энергии гидратации и log D выявили ограничения в обобщенных силовых полях, [13] [14] облегчило разработку моделей растворителей, [15] [16] и подчеркнул важность правильного обращения с состояниями протонирования и солевыми эффектами. [17] [18]

Участие

[ редактировать ]

Регистрация и участие в соревнованиях SAMPL бесплатны. Начиная с SAMPL7, данные об участии в соревнованиях размещались на сайте SAMPL . [19] а также страницу GitHub для конкретной задачи . Инструкции, входные файлы и результаты затем предоставлялись через GitHub (ранее задачи предоставляли контент в основном через D3R для SAMPL4-5 и с помощью других средств для более ранних SAMPL). Участникам было разрешено отправлять несколько прогнозов через веб-сайт D3R либо анонимно, либо в рамках исследования. После конкурса SAMPL2 все участники были приглашены посетить семинары SAMPL и представить рукописи с описанием своих результатов. После процесса рецензирования полученные статьи вместе с обзорными статьями, в которых обобщаются все представленные данные, были опубликованы в специальных выпусках журнала Computer-Aided Molecular Design . [20]

Финансирование

[ редактировать ]

Проект SAMPL недавно был профинансирован НИЗ ( грант GM124270-01A1) на период с сентября 2018 года по август 2022 года, чтобы позволить разрабатывать будущие задачи SAMPL для стимулирования прогресса в тех областях, которые больше всего необходимы для моделирования. [9] [10] Работу возглавляет Дэвид Л. Мобли (Калифорнийский университет в Ирвине) совместно с другими исследователями Джоном Д. Чодерой (MSKCC), Брюсом К. Гиббом (Тулейн) и Лайлом Айзексом (Мэриленд). В настоящее время задачи и семинары проводятся в партнерстве с Ресурсом данных о дизайне лекарств, финансируемым НИЗ , но со временем ситуация, вероятно, изменится, поскольку финансирование этих двух проектов не связано.

Финансирование также позволило расширить сферу применения SAMPL; Благодаря SAMPL6 его роль рассматривалась в первую очередь как сосредоточенная на физических свойствах, а D3R справлялся с проблемами белок-лиганд. Однако финансируемые усилия расширили сферу своей деятельности, включив в нее системы, которые будут способствовать улучшению моделирования, включая потенциально подходящие системы белок-лиганд. Это по-прежнему отличается от D3R, который опирается на предоставленные наборы данных, представляющие фармацевтический интерес, тогда как задачи SAMPL специально разработаны для сосредоточения внимания на конкретных задачах моделирования.

История

[ редактировать ]

Предыдущие проблемы SAMPL

[ редактировать ]

Первые учения SAMPL, SAMPL0 (2008 г.) [21] сосредоточился на предсказаниях свободных энергий сольватации 17 малых молекул. исследовательская группа Стэнфордского университета и ученые OpenEye Scientific Software Расчеты провели . Несмотря на неформальный формат, SAMPL0 заложил основу для следующих задач SAMPL.

ОБРАЗЕЦ 1 (2009 г.) [22] и задачи SAMPL2 (2010 г.) [1] были организованы OpenEye и продолжали фокусироваться на предсказании свободной энергии сольватации малых молекул, подобных лекарствам. Также были предприняты попытки предсказать сродство связывания, положения связывания и соотношения таутомеров. Обе задачи привлекли значительное участие учёных-компьютерщиков, а также исследователей из академических кругов и промышленности.

ОБРАЗЕЦ 3 и ОБРАЗЕЦ 4

[ редактировать ]

Слепые наборы данных для сродства связывания хост-гость были впервые представлены в SAMPL3 (2011–2012 гг.), [3] наряду с свободной энергией сольватации для малых молекул и данными по сродству связывания для 500 фрагментоподобных ингибиторов тирозина. Все три молекулы-хозяина принадлежали к семейству кукурбитурилов . На конкурс SAMPL3 поступило 103 заявки от 23 исследовательских групп со всего мира. [2]

В отличие от трех предыдущих мероприятий SAMPL, учения SAMPL4 (2013–2014 гг.) [4] [5] координировался академическими исследователями при логистической поддержке OpenEye. Наборы данных в SAMPL4 состояли из сродства связывания с системами хозяин-гость и ингибиторов ВИЧ-интегразы , а также свободной энергии гидратации малых молекул. Молекулы-хозяева включали кукурбит[7]урил (CB7) и октакислоту . В соревновании по гидратации SAMPL4 приняли участие 49 заявок от 19 групп. Участие в конкурсе «хозяин-гость» также значительно выросло по сравнению с SAMPL3. Семинар прошел в Стэнфордском университете в сентябре 2013 года.

ОБРАЗЕЦ5

[ редактировать ]

Проблемы белок-лиганд были отделены от SAMPL в SAMPL5 (2015–2016). [6] [7] и были распространены как новый ресурс «Большие проблемы дизайна лекарств» (D3R). [23] SAMPL5 позволил участникам сделать прогнозы по сродству связывания трех наборов систем хозяин-гость: ациклического производного CB7 и двух хозяев из семейства октакислот. Участникам также было предложено представить прогнозы по энтальпиям связывания. Был протестирован широкий спектр вычислительных методов, включая теорию функционала плотности (DFT), молекулярную динамику , стыковку и метадинамику. Прогнозы коэффициента распределения были представлены впервые, получив в общей сложности 76 заявок от 18 исследовательских групп или ученых для набора из 53 малых молекул. Семинар прошел в марте 2016 года в Калифорнийском университете в Сан-Диего в рамках семинара D3R. Наиболее эффективные методы в задаче «гость-хозяин» дали обнадеживающие, но несовершенные корреляции с экспериментальными данными, сопровождавшиеся большими систематическими сдвигами по сравнению с экспериментом. [24] [25]

ОБРАЗЕЦ6

[ редактировать ]

Тестовые системы SAMPL6 включают кукурбит[8]урил , октакислоту , тетраэндометилоктакислоту и ряд фрагментоподобных небольших молекул. Задачи SAMPL6 «хозяин-гость», конформационная выборка и предсказание pKa теперь решены. Семинар SAMPL6 проводился совместно с семинаром D3R в феврале 2018 года в Океанографическом институте Скриппса. [26] и в специальном выпуске SAMPL журнала Computer Aided Molecular Design были опубликованы многие результаты. Задача SAMPL6 Part II была сосредоточена на небольшом наборе прогнозов коэффициентов разделения октанол-вода , за ней последовал виртуальный семинар 16 мая 2019 года и совместный семинар D3R/SAMPL в Сан-Диего в августе 2019 года. Специальный выпуск или специальный раздел JCAMD планируется сообщить о результатах. [ нужно обновить ] Входные данные и результаты SAMPL6 доступны в репозитории SAMPL6 GitHub .

ОБРАЗЕЦ7

[ редактировать ]

SAMPL7 снова включал вызовы «хозяин-гость» и вызов физической собственности. Также была включена проверка связывания белка с лигандом на фрагментах PHIPA. Связывание хозяин-гость сосредоточено на связывании нескольких небольших молекул с окта- и экзо-октакислотой; связывание двух соединений с рядом производных циклодекстрина; и связывание ряда небольших молекул с клипообразным гостем, известным как TrimerTrip. Состоялся виртуальный семинар SAMPL7, который доступен онлайн . проверка физических свойств SAMPL7 В настоящее время продолжается . Планы проведения очного семинара EuroSAMPL осенью 2020 года были сорваны из-за COVID-19, и семинар проводится виртуально. Входные данные SAMPL7 и (по мере выполнения компонентов задания, результаты) доступны через репозиторий SAMPL6 GitHub .

ОБРАЗЕЦ8

[ редактировать ]

SAMPL8 включал компоненты «хозяин-гость», связывающие наркотики, вызывающие злоупотребление, с CB8, а также ряд небольших молекул с кавитандами Gibb Deep Cavity Cavitands (GDCC), как подробно описано в репозитории SAMPL8 на GitHub . Дополнительная задача pKa и logD была сосредоточена на прогнозировании pK и logD для ряда молекул, подобных лекарствам.

ОБРАЗЕЦ9

[ редактировать ]

SAMPL9 находится на стадии планирования, за исключением того, что в настоящее время проводится соревнование хост-гость SAMPL9 на хосте из группы Лайла Айзекса. Подробности доступны в репозитории SAMPL9 на GitHub.

Особые выпуски SAMPL

[ редактировать ]

ОБРАЗЕЦ Публикаций

[ редактировать ]

Относительно полный список публикаций, связанных с SAMPL, поддерживается организаторами SAMPL; было опубликовано более 150 соответствующих статей.

Будущие вызовы

[ редактировать ]

Планируется, что SAMPL продолжит фокусироваться на прогнозировании физических свойств, включая значения logP и logD, прогнозировании pKa, связывании хозяин-гость и других свойств, а также на расширении за счет включения белково-лигандного компонента. [9] Планируется, что некоторые данные будут собраны непосредственно со-исследователями SAMPL (Чодера, Гибб и Айзекс), но также предлагаются отраслевые партнерства и стажировки. [9]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б Гебалле, Мэтью Т.; Скиллман, А. Джеффри; Николлс, Энтони; Гатри, Дж. Питер; Тейлор, Питер Дж. (9 мая 2010 г.). «Задача слепого прогнозирования SAMPL2: введение и обзор». Журнал компьютерного молекулярного дизайна . 24 (4): 259–279. Бибкод : 2010JCAMD..24..259G . дои : 10.1007/s10822-010-9350-8 . ISSN   0920-654X . ПМИД   20455007 . S2CID   12363968 .
  2. ^ Перейти обратно: а б Скиллман, А. Джеффри (24 мая 2012 г.). «SAMPL3: слепое предсказание сродства связывания хозяина и гостя, свободной энергии гидратации и ингибиторов трипсина». Журнал компьютерного молекулярного дизайна . 26 (5): 473–474. Бибкод : 2012JCAMD..26..473S . дои : 10.1007/s10822-012-9580-z . ISSN   0920-654X . ПМИД   22622621 . S2CID   8335429 .
  3. ^ Перейти обратно: а б Муддана, Хари С.; Варнадо, К. Дэниел; Белявски, Кристофер В .; Урбах, Адам Р.; Айзекс, Лайл; Гебалле, Мэтью Т.; Гилсон, Майкл К. (25 февраля 2012 г.). «Слепое предсказание сродства связывания хоста и гостя: новая задача SAMPL3» . Журнал компьютерного молекулярного дизайна . 26 (5): 475–487. Бибкод : 2012JCAMD..26..475M . дои : 10.1007/s10822-012-9554-1 . ISSN   0920-654X . ПМЦ   3383923 . ПМИД   22366955 .
  4. ^ Перейти обратно: а б Муддана, Хари С.; Фенли, Эндрю Т.; Мобли, Дэвид Л.; Гилсон, Майкл К. (6 марта 2014 г.). «Задача слепого прогнозирования хоста и гостя SAMPL4: обзор» . Журнал компьютерного молекулярного дизайна . 28 (4): 305–317. Бибкод : 2014JCAMD..28..305M . дои : 10.1007/s10822-014-9735-1 . ISSN   0920-654X . ПМК   4053502 . ПМИД   24599514 .
  5. ^ Перейти обратно: а б Мобли, Дэвид Л.; Ваймер, Кариса Л.; Лим, Натан М.; Гатри, Дж. Питер (11 марта 2014 г.). «Слепое предсказание свободной от сольватации энергии на основе испытания SAMPL4» . Журнал компьютерного молекулярного дизайна . 28 (3): 135–150. Бибкод : 2014JCAMD..28..135M . дои : 10.1007/s10822-014-9718-2 . ISSN   0920-654X . ПМК   4006301 . ПМИД   24615156 .
  6. ^ Перейти обратно: а б Инь, Цзянь; Хенриксен, Ниль М.; Слохауэр, Дэвид Р.; Рубашки, Майкл Р.; Чиу, Майкл В.; Мобли, Дэвид Л.; Гилсон, Майкл К. (22 сентября 2016 г.). «Обзор конкурса «хозяин-гость» SAMPL5: стали ли мы лучше?» . Журнал компьютерного молекулярного дизайна . 31 (1): 1–19. дои : 10.1007/s10822-016-9974-4 . ISSN   0920-654X . ПМК   5241188 . ПМИД   27658802 .
  7. ^ Перейти обратно: а б Баннан, Кейтлин С.; Берли, Калистин Х.; Чиу, Майкл; Рубашки, Майкл Р.; Гилсон, Майкл К.; Мобли, Дэвид Л. (27 сентября 2016 г.). «Слепое предсказание коэффициентов распределения циклогексан-вода на основе испытания SAMPL5» . Журнал компьютерного молекулярного дизайна . 30 (11): 927–944. Бибкод : 2016JCAMD..30..927B . дои : 10.1007/s10822-016-9954-8 . ISSN   0920-654X . ПМК   5209301 . ПМИД   27677750 .
  8. ^ Л, Мобли, Дэвид; Д, Чодера, Джон; К, Гилсон, Майкл (21 июня 2017 г.). «Результаты исследования дорожной карты сообщества по статистической оценке моделирования белков и лигандов (SAMPL) 2017 года» . Стипендия . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Перейти обратно: а б с д Мобли, Дэвид Л.; Чодара, Джон Д.; Айзекс, Лайл; Гибб, Брюс С. (2016). «Развитие прогнозного моделирования посредством целенаправленной разработки модельных систем для внедрения новых инноваций в моделировании» . Зенодо . дои : 10.5281/zenodo.163963 .
  10. ^ Перейти обратно: а б Мобли, Дэвид Л. (05 октября 2016 г.). «Развитие прогнозного моделирования посредством целенаправленной разработки модельных систем для внедрения новых инноваций в моделировании» . Электронная стипендия.
  11. ^ «D3R | ОБРАЗЕЦ» .
  12. ^ Мобли, Дэвид Л.; Гилсон, Майкл К. (08 декабря 2016 г.). «Прогнозирование связывания свободных энергий: границы и ориентиры». bioRxiv   10.1101/074625 .
  13. ^ Муддана, Хари С.; Гилсон, Майкл К. (25 января 2012 г.). «Прогнозирование сродства связывания хоста и гостя SAMPL3: оценка точности обобщенных силовых полей» . Журнал компьютерного молекулярного дизайна . 26 (5): 517–525. Бибкод : 2012JCAMD..26..517M . дои : 10.1007/s10822-012-9544-3 . ISSN   0920-654X . ПМК   3383906 . ПМИД   22274835 .
  14. ^ Мобли, Дэвид Л.; Лю, Шауи; Черутти, Дэвид С.; Своп, Уильям К.; Райс, Джулия Э. (24 декабря 2011 г.). «Алхимическое предсказание свободной энергии гидратации для SAMPL» . Журнал компьютерного молекулярного дизайна . 26 (5): 551–562. дои : 10.1007/s10822-011-9528-8 . ISSN   0920-654X . ПМЦ   3583515 . ПМИД   22198475 .
  15. ^ Пал, Раджат Кумар; Хайдер, Камран; Каур, Дивья; Флинн, Уильям; Ся, Цзюньчао; Леви, Рональд М.; Таран, Татьяна ; Викстром, Лорен; Курцман, Том; Галликкио, Эмилио (30 сентября 2016 г.). «Комбинированное рассмотрение гидратации и динамических эффектов для моделирования термодинамики связывания хозяина и гостя: слепая задача SAMPL5» . Журнал компьютерного молекулярного дизайна . 31 (1): 29–44. дои : 10.1007/s10822-016-9956-6 . ISSN   0920-654X . ПМЦ   5477994 . ПМИД   27696239 .
  16. ^ Брини, Эмилиано; Паранахеваге, С. Шанака; Феннелл, Кристофер Дж.; Дилл, Кен А. (08 сентября 2016 г.). «Адаптация модели сольватации полуявной сборки для оценки распределения вода-циклогексан с молекулами SAMPL5» . Журнал компьютерного молекулярного дизайна . 30 (11): 1067–1077. Бибкод : 2016JCAMD..30.1067B . дои : 10.1007/s10822-016-9961-9 . ISSN   0920-654X . ПМК   5261860 . ПМИД   27632227 .
  17. ^ Конечно, Ребекка; Энтони, Йенс; Гримме, Стефан (27 марта 2014 г.). «Слепое предсказание сродства связывания для заряженных супрамолекулярных систем хозяин-гость: достижения и недостатки DFT-D3». Журнал физической химии Б. 118 (12): 3431–3440. дои : 10.1021/jp411616b . ISSN   1520-6106 . ПМИД   24588346 .
  18. ^ Кламт, Андреас; Эккерт, Фрэнк; Рейниш, Йенс; Вихманн, Карин (26 июля 2016 г.). «Прогнозирование коэффициентов распределения циклогексан-вода с помощью COSMO-RS на наборе данных SAMPL5». Журнал компьютерного молекулярного дизайна . 30 (11): 959–967. Бибкод : 2016JCAMD..30..959K . дои : 10.1007/s10822-016-9927-y . ISSN   0920-654X . ПМИД   27460058 . S2CID   33238269 .
  19. ^ «SAMPL | Вызовы» . samplchallenges.github.io . Проверено 3 июля 2020 г.
  20. ^ «Журнал компьютерного молекулярного дизайна — все тома и выпуски — Springer» . ссылка.springer.com . Проверено 12 января 2017 г.
  21. ^ Николлс, Энтони; Мобли, Дэвид Л.; Гатри, Дж. Питер; Чодара, Джон Д.; Бэйли, Кристофер И.; Купер, Мэтью Д.; Панде, Виджай С. (1 февраля 2008 г.). «Прогнозирование свободной энергии сольватации малых молекул: неформальный слепой тест для вычислительной химии». Журнал медицинской химии . 51 (4): 769–779. дои : 10.1021/jm070549+ . ISSN   0022-2623 . ПМИД   18215013 . S2CID   35414610 .
  22. ^ Гатри, Дж. Питер (9 апреля 2009 г.). «Слепой вызов вычислительной сольватационной свободной энергии: введение и обзор» . Журнал физической химии Б. 113 (14): 4501–4507. дои : 10.1021/jp806724u . ISSN   1520-6106 . ПМИД   19338360 .
  23. ^ Гатиака, Саймон; Лю, Шуай; Чиу, Майкл; Ян, Хуаньван; Стаки, Жанна А.; Канг, Ю На; Дельпропосто, Джим; Кубиш, Джинджер; Данбар, Джеймс Б. (30 сентября 2016 г.). «Грандиозная задача D3R 2015: оценка положения белка-лиганда и прогнозирование сродства» . Журнал компьютерного молекулярного дизайна . 30 (9): 651–668. Бибкод : 2016JCAMD..30..651G . дои : 10.1007/s10822-016-9946-8 . ISSN   0920-654X . ПМЦ   5562487 . ПМИД   27696240 .
  24. ^ Инь, Цзянь; Хенриксен, Ниль М.; Слохауэр, Дэвид Р.; Гилсон, Майкл К. (16 сентября 2016 г.). «Задача хост-гость SAMPL5: вычисление свободных энергий и энтальпий связывания на основе явного моделирования растворителей с помощью метода прикрепления-вытягивания-высвобождения (APR)» . Журнал компьютерного молекулярного дизайна . 31 (1): 133–145. дои : 10.1007/s10822-016-9970-8 . ISSN   0920-654X . ПМЦ   5241238 . ПМИД   27638809 .
  25. ^ Бозисио, Стефано; Мэй, Антония С.Дж.С.; Мишель, Жюльен (08 августа 2016 г.). «Слепые предсказания стандартных свободных энергий связывания хозяина и гостя в тесте SAMPL5» (PDF) . Журнал компьютерного молекулярного дизайна . 31 (1): 61–70. дои : 10.1007/s10822-016-9933-0 . ISSN   0920-654X . ПМИД   27503495 . S2CID   31110594 .
  26. ^ «Мастерская D3R 2018» . Д3Р . 22 февраля 2018 г. Проверено 27 марта 2022 г.
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=SAMPL_Challenge&oldid=1192861477"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: b35f97ec8c313ff40dd4135eb1adb460__1704039600
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/b3/60/b35f97ec8c313ff40dd4135eb1adb460.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
SAMPL Challenge - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)