BioTransformer: a comprehensive computational tool for small molecule metabolism prediction and metabolite identification
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: A number of computational tools for metabolism prediction have been developed over the last 20 years to predict the structures of small molecules undergoing biological transformation or environmental degradation. These tools were largely developed to facilitate absorption, distribution, metabolism, excretion, and toxicity (ADMET) studies, although there is now a growing interest in using such tools to facilitate metabolomics and exposomics studies. However, their use and widespread adoption is still hampered by several factors, including their limited scope, breath of coverage, availability, and performance. RESULTS: To address these limitations, we have developed BioTransformer, a freely available software package for accurate, rapid, and comprehensive in silico metabolism prediction and compound identification. BioTransformer combines a machine learning approach with a knowledge-based approach to predict small molecule metabolism in human tissues (e.g. liver tissue), the human gut as well as the environment (soil and water microbiota), via its metabolism prediction tool. A comprehensive evaluation of BioTransformer showed that it was able to outperform two state-of-the-art commercially available tools (Meteor Nexus and ADMET Predictor), with precision and recall values up to 7 times better than those obtained for Meteor Nexus or ADMET Predictor on the same sets of pharmaceuticals, pesticides, phytochemicals or endobiotics under similar or identical constraints. Furthermore BioTransformer was able to reproduce 100% of the transformations and metabolites predicted by the EAWAG pathway prediction system. Using mass spectrometry data obtained from a rat experimental study with epicatechin supplementation, BioTransformer was also able to correctly identify 39 previously reported epicatechin metabolites via its metabolism identification tool, and suggest 28 potential metabolites, 17 of which matched nine monoisotopic masses for which no evidence of a previous report could be found. CONCLUSION: BioTransformer can be used as an open access command-line tool, or a software library. It is freely available at https://bitbucket.org/djoumbou/biotransformerjar/ . Moreover, it is also freely available as an open access RESTful application at www.biotransformer.ca , which allows users to manually or programmatically submit queries, and retrieve metabolism predictions or compound identification data.
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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 | 0,002 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,003 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,009 | 0,003 |
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 ».