КОМПЬЮТЕРНАЯ ОЦЕНКА СВОЙСТВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕПОЛНОЙ ЭМПИРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Филимонов Д. А., Лагунин А. А., Поройков В. В.
НИИ Биомедхимии РАМН, 119832 Москва
Оценка физико-химических свойств и биологической активности химических соединений (ХС) необходима для решения многих задач биологии, медицины, экологии, поскольку эмпирические данные для каждого ХС содержат лишь часть из огромного разнообразия свойств. Целью нашей работы является создание методов оценки свойств ХС на основе использования имеющихся эмпирических данных о структурах ХС и их свойствах и применения компьютерных технологий извлечения новых знаний из имеющейся информации. Свойства ХС можно разделить на качественные и количественные. Качественные свойства ХС: способно ли оно вызвать определенный биологический эффект (например, гибель бактерий, расширение или сужение сосудов, способно ли оно подвергаться биодеградации и т.д). Вследствие большого разнообразия видов биологической активности и используемых в экспериментах объектов и методик реальные зависимости "доза-эффект" во многих случаях приходится огрублять до качественной информации "наличие/отсутствие" эффекта. Количественные свойства ХС: физико-химические параметры, коэффициенты распределения между средами, полуэффективные и предельные концентрации и дозы и т.д. Оценка количественных свойств реализована и развивается нами в рамках компьютерной системы SARET - информационно-прогнозирующей системы по проблемам экотоксикологии, с использованием оригинальных методов регуляризованных статистических оценок [1]. Оценка качественных свойств выполняется в созданной нами компьютерной системе PASS [2], прогнозирующей спектр биологической активности ХС по их структурной формуле (свыше 400 видов биологической активности). Для оценки свойств ХС нами разработана система структурных дескрипторов, универсальная как с точки зрения применимости к разнообразным структурам ХС, так и к оценкам их различных свойств, опирающаяся на фундаментальные основы описания структуры химических соединений, их свойств и взаимодействия. Показано, что предложенные нами дескрипторы соответствуют сформулированным при их разработке требованиям, обеспечивают высокий уровень точности прогноза, сравнимый и даже превосходящий лучшие из известных дескрипторов и индексов, описывающих химическую структуру веществ.