Reinforced Adversarial Neural Computer for de Novo Molecular Design

化学空间 计算机科学 人工神经网络 人工智能 强化学习 深度学习 发电机(电路理论) 集合(抽象数据类型) 代表(政治) 对抗制 可微函数 机器学习 生成语法 理论计算机科学 药物发现 程序设计语言 化学 政治学 量子力学 法学 功率(物理) 数学 数学分析 物理 生物化学 政治
作者
Evgeny Putin,Arip Asadulaev,Yan A. Ivanenkov,Vladimir Aladinskiy,Benjamín Sánchez-Lengeling,Alán Aspuru‐Guzik,Alex Zhavoronkov
出处
期刊:Journal of Chemical Information and Modeling [American Chemical Society]
卷期号:58 (6): 1194-1204 被引量:339
标识
DOI:10.1021/acs.jcim.7b00690
摘要

In silico modeling is a crucial milestone in modern drug design and development. Although computer-aided approaches in this field are well-studied, the application of deep learning methods in this research area is at the beginning. In this work, we present an original deep neural network (DNN) architecture named RANC (Reinforced Adversarial Neural Computer) for the de novo design of novel small-molecule organic structures based on the generative adversarial network (GAN) paradigm and reinforcement learning (RL). As a generator RANC uses a differentiable neural computer (DNC), a category of neural networks, with increased generation capabilities due to the addition of an explicit memory bank, which can mitigate common problems found in adversarial settings. The comparative results have shown that RANC trained on the SMILES string representation of the molecules outperforms its first DNN-based counterpart ORGANIC by several metrics relevant to drug discovery: the number of unique structures, passing medicinal chemistry filters (MCFs), Muegge criteria, and high QED scores. RANC is able to generate structures that match the distributions of the key chemical features/descriptors (e.g., MW, logP, TPSA) and lengths of the SMILES strings in the training data set. Therefore, RANC can be reasonably regarded as a promising starting point to develop novel molecules with activity against different biological targets or pathways. In addition, this approach allows scientists to save time and covers a broad chemical space populated with novel and diverse 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
英姑应助MAKEYF采纳,获得10
1秒前
无痕梦完成签到 ,获得积分10
1秒前
杰米的科完成签到,获得积分10
1秒前
123完成签到,获得积分10
2秒前
syb完成签到,获得积分10
3秒前
爱笑的鹿发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
yangy801017发布了新的文献求助10
3秒前
1xuan完成签到 ,获得积分10
3秒前
一去应助复杂蛋挞采纳,获得10
4秒前
科研通AI6.2应助zxe采纳,获得10
4秒前
5秒前
wind完成签到,获得积分20
6秒前
典雅青槐发布了新的文献求助10
6秒前
脑洞疼应助lty采纳,获得10
7秒前
大模型应助向蕊采纳,获得10
7秒前
9秒前
10秒前
Freya完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
HHF发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
14秒前
14秒前
14秒前
MAKEYF发布了新的文献求助10
15秒前
Appear发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
lty发布了新的文献求助10
19秒前
123完成签到,获得积分10
19秒前
sl发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
CipherSage应助turtle采纳,获得10
21秒前
酷波er应助meige666采纳,获得10
21秒前
球比沙拉酱完成签到,获得积分10
22秒前
木木木完成签到,获得积分10
24秒前
小蘑菇应助南栀采纳,获得10
24秒前
25秒前
香蕉觅云应助能干的外套采纳,获得10
26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
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 700
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
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 7742690
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9290879
关于积分的说明 20204867
捐赠科研通 7321192
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3307142
关于科研通互助平台的介绍 2459064
邀请新用户注册赠送积分活动 2317677