Journal of Computer Chemistry, Japan
Online ISSN : 1347-3824
Print ISSN : 1347-1767
ISSN-L : 1347-1767

この記事には本公開記事があります。本公開記事を参照してください。
引用する場合も本公開記事を引用してください。

天然有機化合物にもとづくNTG-活性辞書システムの開発
桂樹 哲雄金谷 重彦高橋 由雅
著者情報
ジャーナル フリー HTML 早期公開

論文ID: 2017-0049

この記事には本公開記事があります。
詳細
Abstract

本研究では,天然有機化合物を対象とした,環系骨格構造とその関連する生理活性を相互に検索することができる辞書システムNTGdic/BOC (NTG dictionary for Bioactive Organic Compounds)を開発した.NTG (Non-Terminal vertex Graph)として表される環系骨格構造に注目し,天然有機化合物データベースKNApSAcK familyに収録されている51247件の化合物の化学構造式を対象に,単純グラフ,頂点重み付きグラフなど5種類の異なるグラフ表現を用いて,延べ57867件のNTGを抽出するとともに,既知の140種類の生理活性との関連付けを行った.これらの結果は関係データベース(関係辞書)としてシステムに実装した.NTGdic/BOCでは,構造エディタを用いて作画入力したクエリ化合物の化学構造式から,利用者が指定するグラフ表現レベルでのNTGを自動的に抽出し,NTG-活性辞書を用いて,関連する生理活性を参照することができる.一方,生理活性からNTG骨格構造を検索することや,各々のNTGの由来化合物を参照することもできる.また,類似構造(または類似NTG)検索も利用可能である.

Figures
Figure 1.

 Examples of various N TGs.

Figure 2.

 Five expression levels of NTGs extracted from Caffeine.

Figure 3.

 A workflow to generate TFS from 2-methylbutane.

Figure 5.

 Top 10 most common tetracyclic NTG/SGs in the dictionary.

Figure 6.

 Top 10 most common pentacyclic NTG/SGs in the dictionary.

Figure 7.

 Top 10 most common decacyclic NTG/SGs in the dictionary.

Figure 8.

 The NTG/SG extracted from Evodiamine and the related NTGs which are simple-graph-isomorphic to it.

Figure 9.

 Basic structure of the NTG-activity dictionary system.

Figure 10.

 A screenshot of the NTGdic/BOC extracting an NTG of a specified graph expression level (simple graph expression level, NTG/SG, for this case) from the original structure. At the lower left of the window, NTG structures of a specified level (NTG/DG for this case) that are related to an NTG identical to the one extracted above are listed.

Figure 11.

 A screenshot of the system when searched for NTGs that are associated with a particular biological activity.

Figure 12.

 A screenshot of the system when searched for NTGs similar to the NTG of a specified graph expression level (simple graph expression level, NTG/SG, for this case) of a query.

Tables
Table 1.  Results of NTG analysis of natural compounds stored in KNApSAcK core database.
Number ofrings Compound NTG/SG /VG /EG /CG /DG
0 1732 - - - - -
1 3602 30 96 101 200 333
2 7318 248 737 972 1456 1950
3 11380 909 1571 2111 2534 3234
4 9451 1543 1952 2538 2720 3209
5 6786 1542 1736 2228 2313 2685
6 3843 1197 1268 1539 1573 1764
7 1973 725 738 828 834 919
8 1241 466 474 535 540 580
9 799 298 302 334 338 366
10 491 216 223 236 242 257
11 244 142 143 149 150 159
12 161 98 99 105 106 106
13 135 70 72 80 82 85
14 53 37 37 37 37 38
15 31 26 26 26 26 26
16 11 11 11 11 11 11
17 9 9 9 9 9 9
18 6 6 6 6 6 6
19 1 1 1 1 1 1
20 2 2 2 2 2 2
21 4 3 3 3 3 3
24 1 1 1 1 1 1
Total 49274 7580 9507 11852 13184 15744
Table 2.  The number of NTGs related to biological activities.
- Compound NTG/SG /VG /EG /CG /DG
Annotated 4396 (8.9%) 2353 (31.0%) 2606 (27.4%) 2770 (23.4%) 2867 (21.7%) 2770 (17.6%)
Total 49274 7580 9507 11852 13184 15744
参考文献
 
© 2018 日本コンピュータ化学会
feedback
Top