Deep learning model for virtual screening of novel 3C-like protease enzyme inhibitors against SARS coronavirus diseases

虚拟筛选 人工智能 冠状病毒 朴素贝叶斯分类器 卷积神经网络 机器学习 天然产物 计算机科学 2019年冠状病毒病(COVID-19) 背景(考古学) 公共化学 试验装置 随机森林 植物化学 药物数据库 深度学习 支持向量机 计算生物学 医学 生物 药物发现 药品 化学 生物信息学 药理学 传统医学 立体化学 古生物学 病理 传染病(医学专业) 疾病
作者
Madhuri Kumari,Naidu Subbarao
出处
期刊:Computers in Biology and Medicine [Elsevier BV]
卷期号:132: 104317-104317 被引量:23
标识
DOI:10.1016/j.compbiomed.2021.104317
摘要

In the context of the recently emerging COVID-19 pandemic, we developed a deep learning model that can be used to predict the inhibitory activity of 3CLpro in severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV) for unknown compounds during the virtual screening process. This paper proposes a novel deep learning-based method to implement virtual screening with convolutional neural network (CNN) architecture. The descriptors represent chemical molecules, and these descriptors are input into the CNN framework to train a model and predict active compounds. When compared to other machine learning methods, including random forest, naive Bayes, decision tree, and support vector machine, the proposed CNN model's evaluation of the test set showed an accuracy of 0.86, a sensitivity of 0.45, a specificity of 0.96, a precision of 0.73, a recall of 0.45, an F-measure of 0.55, and a ROC of 0.71. The CNN model screened 17 out of 918 phytochemical compounds; 60 out of 423 from the natural product NCI divset IV; 17,831 out of 112,267 from the ZINC natural product database; and 315 out of 1556 FDA-approved drugs as anti-SARS-CoV agents. Further, to prioritize drug-like compounds, Lipinski's rule of five was applied to screen anti-SARS-CoV compounds (excluding FDA-approved drugs), resulting in 10, 59, and 14,025 hit molecules. Out of 10 phytochemical compounds, 9 anti-SARS-CoV agents belonged to the flavonoid group. In conclusion, the proposed CNN model can prove useful for developing novel target-specific anti-SARS-CoV compounds.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
共享精神应助旋风0127采纳,获得10
1秒前
希望天下0贩的0应助小筱采纳,获得10
1秒前
gj完成签到,获得积分10
1秒前
小白完成签到,获得积分10
2秒前
山猫完成签到,获得积分10
2秒前
杳杳完成签到,获得积分10
2秒前
甜甜吐司完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
11完成签到 ,获得积分10
3秒前
ccdw发布了新的文献求助10
3秒前
jialin完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
搜集达人应助蝈蝈采纳,获得10
4秒前
阳光的道消完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
小猪完成签到,获得积分10
5秒前
Mic发布了新的文献求助10
5秒前
Onepiece完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
传奇3应助东方诩采纳,获得10
6秒前
大个应助科研通管家采纳,获得30
6秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
7秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得30
7秒前
FashionBoy应助外向千易采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
慕冰蝶完成签到,获得积分10
7秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
satan9完成签到,获得积分10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
化工安全与环保 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7657971
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9228509
关于积分的说明 19836259
捐赠科研通 7224635
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3280705
关于科研通互助平台的介绍 2440783
邀请新用户注册赠送积分活动 2280532