一种基于三维定量构效关系模型的一致性模型构建方法

摘要

本发明涉及三维定量构效关系模型的构建方法，具体涉及以HIV-1抑制剂分子为基础的三维定量构效关系模型的建立及一致性模型构建，属于生物信息技术领域。本发明选用HIV-1抑制剂分子进行3D-QSAR及一致性模型研究，目的在于挖掘抑制剂的结构与其抗HIV活性的关系。本发明方法是基于抑制剂的化学特征(如亲水、疏水、静电、极性、三维结构等)建立数学模型来预测具有类似结构化合物的生物活性。本发明的一致性模型在三种3D-QSAR模型的基础上采用统计学方法构建，旨在进一步提高模型的预测能力。本发明所获得的模型可以更好地预测化合物的抗HIV活性，提高预测全新化合物抑制HIV活性的准确度，和其他方法相比提高了药物发现的效率，降低了药物发现的成本。

主权项

一种基于三维定量构效关系模型的一致性模型构建方法，包括如下步骤：(1)选定HIV‑1抑制剂化合物分子，在其中随机选取训练集，余下的作为测试集，训练集分子用来构建模型，测试集用来评价所建模型的预测能力；(2)利用分析软件构建HIV‑1抑制剂化合物分子的结构，经构象优化后得到化合物分子能量最低的三维构象；选定活性最高的化合物分子为模板，数据库中的所有化合物分子以所述模板作为公共骨架进行叠合；用探针离子获取叠合后化合物周围的力场信息；HIV‑1抑制剂化合物分子的生物学活性指标用半数有效浓度的负对数值pIC50来表示；(3)对训练集化合物分子的力场信息及其对应的生物活性数据进行偏最小二乘回归法分析，依次构建CoMFA、CoMSIA和Topomer CoMFA模型；(4)利用生物统计学方法构建预测HIV‑1抑制剂活性的一致性模型：以训练集化合物的实验值pIC50作为因变量，CoMFA、CoMSIA和Topomer CoMFA模型的预测值作为自变量，应用逐步线性回归方法建立一致性模型，得到一致性模型方程；(5)用交叉验证方法检验一致性模型与CoMFA、CoMSIA和Topomer CoMFA三个模型的结果，评估生成的一致性模型的预测能力。