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ChemDes: 一个整合的基于网络的分子描述符与指纹计算平台

董界¹, 曾文彬¹，曹东升^1[1]

中南大学药学院, 长沙, 410038, biomed@csu.edu.cn

分子描述符和分子指纹已经被广泛应用在QSAR分析, 药物虚拟筛选,药物ADME/T预测以及其他的药物开发过程中，如何表征分子已成为这些研究的一个基础部分。定量分子表征需要比较成熟的计算机相关技术并且耗时耗力，虽然一些软件包和工具已经被开发出来用来计算和表征化学分子，但是目前应用这些软件包和工具仍然存在一些困难。首先，这些软件包和工具要求许多环境部署和手动编程工作，这要求用户必须掌握相关计算机技术和具备一定的编程能力；其次，一些软件包和工具只能计算部分描述符，这使得描述符的类别和数量不够全面，需要手动整合才能得到全面的分子表征信息。再次，这些软件包使用不同的编程语言，使得计算和整合过程变得困难。因此，我们设计并开发了一个描述符与指纹计算的整合平台：ChemDes. ChemDes整合了多个软件包和工具当中的描述符和指纹计算模块，包括： Pybel, CDK, RDKit, BlueDesc, Chemopy, PaDEL 和 jCompoundMapper. ChemDes不仅提供便捷友好的网页计算界面，同时提供三个特定的工具用来实现分子格式转化，分子力场优化以及指纹相似性计算。目前，ChemDes可以计算3679种分子描述符与59种分子指纹。其主要优点在于：能够计算大量3D分子描述符，能够定制描述符种类；整合了MOPAC量子化学软件，能够对分子进行半经验优化；避免了复杂的软件环境部署以及编程工作，并且能够覆盖相对广泛的描述符种类和数量。访问ChemDes平台：http://www.scbdd.com/chemdes。

关键词：分子描述符，分子指纹，QSAR/QSPR，描述符在线计算， 分子表征，化学信息学

参考文献：

[1]. CDK [http://sourceforge.net/projects/cdk]

[2]. RDKit [http://sourceforge.net/projects/rdkit/]

[3]. Stewart JJP: Mopac2012. In. CO: Colorado Springs; 2012.

[4]. O'Boyle NM, Banck M, James CA, Morley C, Vandermeersch T, Hutchison GR: Open Babel: An open chemical toolbox. J Cheminformatics 2011, 3(33).

[5]. BlueDesc [http://www.ra.cs.uni-tuebingen.de/software/bluedesc/welcome_e.html]

[6]. Hinselmann G, Rosenbaum L, Jahn A, Fechner N, Zell A: jCompoundMapper: An open source Java library and command-line tool for chemical fingerprints. J Cheminformatics 2011, 3(3).

[7]. Yap CW: PaDEL-Descriptor: An Open Source Software to Calculate Molecular Descriptors and Fingerprints. J Comput Chem 2011, 32(7):1466-1474.

[8]. Cao D, Xu Q, Hu Q, Liang Y: ChemoPy: freely available python package for computational biology and chemoinformatics. Bioinformatics 2013, 29(8):1092-1094.