Comparative analysis of chemical similarity methods for modular natural products with a hypothetical structure enumeration algorithm
Notice bibliographique
Résumé
Natural products represent a prominent source of pharmaceutically and industrially important agents. Calculating the chemical similarity of two molecules is a central task in cheminformatics, with applications at multiple stages of the drug discovery pipeline. Quantifying the similarity of natural products is a particularly important problem, as the biological activities of these molecules have been extensively optimized by natural selection. The large and structurally complex scaffolds of natural products distinguish their physical and chemical properties from those of synthetic compounds. However, no analysis of the performance of existing methods for molecular similarity calculation specific to natural products has been reported to date. Here, we present LEMONS, an algorithm for the enumeration of hypothetical modular natural product structures. We leverage this algorithm to conduct a comparative analysis of molecular similarity methods within the unique chemical space occupied by modular natural products using controlled synthetic data, and comprehensively investigate the impact of diverse biosynthetic parameters on similarity search. We additionally investigate a recently described algorithm for natural product retrobiosynthesis and alignment, and find that when rule-based retrobiosynthesis can be applied, this approach outperforms conventional two-dimensional fingerprints, suggesting it may represent a valuable approach for the targeted exploration of natural product chemical space and microbial genome mining. Our open-source algorithm is an extensible method of enumerating hypothetical natural product structures with diverse potential applications in bioinformatics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,015 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».