ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Цель работы – разработка новых математических подходов, алгоритмов и создание на их основе программного обеспечения для прогнозирования свойств супрамолекулярных систем с использованием оригинальной концепции непрерывных молекулярных полей в рамках статистического анализа функциональных данных с помощью ядерных методов машинного обучения. Разрабатываемые подходы являются дальнейшим развитием предложенной нами ранее концепции непрерывных молекулярных полей, суть которой заключается в использовании в статистическом анализе описаний молекулярных объектов в виде непрерывных функций от пространственных координат, что достигается путем конструирования специальных ядерных функций в Гильбертовом пространстве. В рамках данного проекта разрабатываемая методология будет впервые распространена на прогнозирование свойств супрамолекулярных систем, что является новым подходом в разработке фундаментальной проблемы молекулярного распознавания. Будут исследованы комплексы катионов металлов с полидентатными лигандами, соединения «гость-хозяин», «лиганд-макромолекула», металлокомплексные катализаторы для целей гомогенного катализа. Выбор конкретных химических объектов исследования обусловлен практической значимостью связанных с ними задач. De novo дизайн селективных донорных лигандов для разделения радионуклидов – одна из самых сложных и важных задач в атомной энергетике и радиофармакологии, такие лиганды необходимы для создания аналитических сенсоров и новых материалов с особыми фотофизическими свойствами. Моделирование комплексов «лиганд-макромолекула» и «гость-хозяин» является ключевой задачей при разработке новых лекарств и средств их транспорта. Успешное решение этих задач, кроме развития новых математических подходов в хемоинформатике, имеет большое практическое значение для таких прикладных областей как добывающая промышленность, ядерная энергетика и фармакология. Это потребует разработки в рамках данного гранта новых типов молекулярных полей и их методов описания, новых типов ядерных функций и методов их вычислений, а также новых подходов к их сочетанию с ядерными методами машинного обучения. Все разработанное программное обеспечение будет оформлено в виде пакетов, работающих в рамках системы статистического анализа данных R, доступных широкому кругу пользователей.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
2 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Разработка новых математических методов и алгоритмов на основе концепции непрерывных молекулярных полей для прогнозирования свойств супрамолекулярных систем. |
Результаты этапа: Осуществлена интеграция разрабатываемого программного обеспечения с программой MOPAC2012, осуществляющей квантово-химическое моделирование молекул. На этой основе разработано и реализовано несколько новых типов молекулярных полей квантово-химической природы. Осуществлена апробация новых типов полей на примере построения 3D QSAR модели для ингибиторов тромбина. Найден путь аппроксимации произвольных «полей молекулярных взаимодействий» путем перехода от дуальной к первичной формулировке (primal form) задачи машинного обучения с использованием в качестве базиса специальным образом центрированных Гауссовых функций. Реализованы базовые алгоритмы методов метрической геометрии, позволяющих генерировать пространственные координаты атомов молекул и супрамолекулярных комплексов, удовлетворяющие заданным ограничениям на допустимые диапазоны межатомных расстояний. Осуществлен вывод формул и программная реализация для функций, позволяющих контролировать стереохимическую конфигурацию молекул. Предложен подход, позволяющий генерировать «канонические конформации» для гибких молекул и супрамолекулярных комплексов на основе алгоритмов метрической геометрии. Определены границы применимости этого подхода. Расширены возможности разрабатываемого программного обеспечения. На Web-сайте для проекта по адресу http://sites.google.com/site/conmolfields/ размещены регулярно обновленные версии разрабатываемого программного обеспечения (модули на языке R) с подробной инструкцией их применения. Построен и осуществлен анализ моделей, позволяющих предсказывать связывание органических красителей с целлюлозным волокном. | ||
3 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Разработка новых математических методов и алгоритмов на основе концепции непрерывных молекулярных полей дл |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".