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文档简介

ELN

联合Pipeline

Pilot在药物化学领域的应用徐涛xu2013-04-27原始记录单电子化提高实验数据输入的规范性BeforeAfterResearchDevelopmentManufacturing分析数据工作表化学结构文本图像ELN生物结构/序列Accelrys

ELN:

获取复杂数据化学Accelrys ELN

丰富的实验模块分析检测制剂配方高通筛选体内药效生物测试药代动力学Accelrys

ELNPipelinePilot数据挖掘报告输出实验记录管样品理NeoSuite

CMSLIMS,CDS样品分析试剂库存管理NeoSuite

CIMS强大的整合能力,方便不同数据同步更新yti

alBackground:Process

Chemistry

experiments

have

Yieldcalculations

built

into

the

materials

table.

Traditionally,testing

is

done

(either

by

the

chemist

oranother yst)

todetermine

potency.Challenge:

The

%

yields

reside

in

the

Process

chemist’sexperiment(s),

while

the

%

potency,

purity

and

chromatogramsreside

in

the ytical

Chemist’s

experi

ent(s)–

ytical

Results

could

reside

in

the

same

experiment

as

the

processchemistry,

but

total

data

set

still

likely

resides

across

multiple

experiments.Goal:Mine

data

across

multiple

experiments

to

produce

a

view

ofthe

desired

data

in

acontextual

&

summarized

fashion.

Inthiscase,

mine

and

report

all

%

yields,

potencies

and

purity

data,relating

the

results

to

specific

reaction

parametersSo

what

do

these

experiments

actually

look

like?...Process

Chemistry实验ytical实验ELN中将两个实验结果报表Report

andysis引例:剂量反应引例:剂量反应剂型实验设计Pipeline

Pilotreturns

a

list

offormulation

experiments

to

theExperiment

list

(spreadsheetsection)

and

the

correspondingformulations

are

automaticallycreated

in

the

FormulationssectionCalculate

PMI

forbothintermediates

and

products

in

amultistep

synthesis,

or

onlythefinal

product

if

a

one-potsynthesis绿色化学——Process

Mass

Intensity计算ELN中分析生物数据Pipeline

PilotPlate

数据分析ResearchDevelopmentManufacturingytical

DataSpreadsheetsChemical

StructuresTextImageELNBiological

Information(Sequences/Structures)Pipeline

PilotysisProcessingReportingAccelrys

ELN+

Pipeline

Pilot数据搜集、

、分析报告和的综合解决方案Pipeline

Pilot简介13Pipeline

Pilot在药物分子设计中的应用示例Pipeline

Pilot在药物 与分析方面应用示例42Pipeline

Pilot在药物专利调研中的应用示例5

Pipeline

pilot其他领域应用示例主要内容Pipeline

pilot与其他信息系统的应用整合6Pipeline

Pilot简介13Pipeline

Pilot在药物分子设计中的应用示例Pipeline

Pilot在药物 与分析方面应用示例42Pipeline

Pilot在药物专利调研中的应用示例5

Pipeline

pilot其他领域应用示例主要内容Pipeline

pilot与其他信息系统的应用整合6Pipeline

PilotPipeline

Pilot是一个适用于生命、

、材料、化工等科学行业的研发信息流程定制和信息整合平台ytical

DataChemical

StructuresTextNumericPPImageBiological

Information(Sequences/Structures)AerospaceEnergy

&PetroleumCPG\Food

ScienceChemicalsLife

Sciences搭建属于自己的工作流程数据计算数据输入数据分析数据输出Integration

with

SharePointPlate

Dataytics

&

ReportsPatent

SearchYour

CADD

Workbench化学Chemistry

collectionADME/Tox

collection生物Sequence

ysisGene

expressionMass

spec

for

proteomicsNext

generation

sequencing材料Solve

crystal

structuresSolvent

effects•ytical

instrumentationPlate

data

ytics图像Basic

imagingAdvanced

imaging建模与统计R-statisticsModeling

and

Advanced

modelingPipeline

Pilot

科学广度广泛的全球客户群Chemicals

Oil

&

Gasal

&

HomeCareAutomotiveAerospace

&DefenseAdvance

Materials

&SemiconductorPharmaceutical&

AgroChemElect

onicsPipeline

Pilot的功能模块分布LaboratoryPlate

Data

yticsyticalInstrumentationChemistryChemistry

ADMETCheminformaticsReporting

&

VisualizationReportingysisText

Search

&yticsChemical

TextMiningBiologySequence

ysisGene

ExpressionMass

Spec.

for

Proteomics

Next

Generation

SequencingLife

Science

M&SCatalyst

(Pharmacophore)

CHARMm

(Simulations)Database

&

Application

IntegrationIntegrationClient-Side

SDKsImagingImagingMaterialsM&SMaterialsPolymer

Properties

(Synthia)药物分子设计药物信息分析ysis

&

StatisticsData

Modeling

Advanced

Data

Modeling

RStatistics化学信息分析药物 分析Chemistry模块介绍Chemistry模块可以使您非常方便对包含化合物的信息进行处理和分析,包括建立化合物数据库、子结构匹配和检索、化学反应的分析处理等。并且,通过和其他联用,可以方便地进行材料结构和生物分子的模拟工作。MOL、MOL2、SD、PDBSKC、SMI、RXN、ISIS多种格式多种形式查看分子性质计算分子量分子式AlogPlogDpKalogS氢键给体数氢键受体数分子表面积分子体积……通过反应式枚举产物SAR分析ADMET模块介绍ADMET模块提供了一系列组件,不仅能够计算分子的各种ADMET性质,比如水溶性、血脑屏障通透性、肝毒性、肠吸收率和血浆蛋白结合率等,还能够已知药物的代谢产物。代谢物及代谢反应类型计算化合物的各种ADMET性质需要Chemistry模块Textytics模块介绍ytics模块提供了很强的文献检索和文本资料挖掘的工具。您可以通过Text整合文本检索和文本描述到自己的科研流程,达到交互或自动完成包括和外部文本数据资料挖掘的目的。本地文本资料doc

pdf

txt

htm外部文本数据库PubMedESP@CENETNIHCrispPatFTYahoo……ChemMining模块介绍ChemMining模块能够使您在文本文档中找出化学名称,并转换为化学结构为您将来的工作做准备。您可以查找一部分文档,并创建一个报告显示找到的分子结构;也可以构建流程查询一批文档,并构建一个可查询的化学结构数据库。因此,您可以对化学文档同时进行化学结构和文本的查询,进行真正的化学智能检索工作。需要Text

ytics模块Integration模块介绍PipelinePilot

ClientRunProtocolJavaClientJava

API.NETClient.NET

APISOAPClientSOAPAPI终端用户环境Pipeline

Pilot

ServerProtocol

Run

Time

EnvironmentPipeline

Pilot服务RunProgramJavaPerlPythonVBScriptSOAPnet/

FTPODBCCommandLineJava

ScriptPerl

ScriptPython

ScriptVBScriptIntegration

模块SOAPServerCommand

LineDatabaseServer网络服务服务器Integration模块可以通过灵活的方式,将外部的应用程序和数据库无缝地集成到Pipeline

Pilot的流程中,方便您最大程度地整合您的第

资源。整合第应用程序整合数据库Reporting模块介绍Reporting模块用来对分析数据的结果进行可订制的报告输出。通过表格、多种曲线图和图像的显示,可以使您从不同的视角来观察和比较数据,您甚至可以设计交互的方式来输出不同报告,以满足不同的要求。Modeling(&Adv)模块介绍Modeling

(包括Advanced

Modeling)模块提供一系列用于学习建模的工具、统计性的过滤器等组件。利用这些组件,您可以进行快速的数据聚类分析、自动分类学习、主成分分析,还可以结合Chemistry模块建立构效关系活性模型,检索公共子结构。利用学习建模组件进行主成分分析R-Statistics模块介绍RStatistics模块提供了包括一系列整合的统计学方法的组件,通过这些组件,您可以对数据流进行基于R方法的统计分析和数据操作,并通过R方法直接将结果输出到流程中以便做进一步的处理。PCA应用Sequence

ysis模块提供了一套生物信息学的工具和算法可以对序列进行分析和研究。您可以用工业标准的方法来对DNA和蛋白质序列进行分析和注释,支持序列搜索和序列比对,还可以整合您自己的算法到工作流程中。Sequence

ysis模块介绍Gene

Expression可以帮助您对 表达实验进行分析、处理、查看、注释和报告。通过Pipeline

Pilot搭建工作流程,您不用编写复杂代码便可以方便地分析 表达,并可以与sequence

ysis和reporting模块联合使用。Gene

Expression模块介绍MassSpecfor

Proteomics

Collection提供了一系列对基于生物质谱的蛋白组数据处理工具,可以对来自质谱实验的数据进行读入、输出、显示、处理、分析、比较和发布。可以和Sequence

ysis和GeneExpression模块进行连用做其他实验数据的分析以及生物标记的识别和验证。Mass

Spec

for

Proteomics模块介绍Imaging模块介绍Imaging模块应用PipelinePilot的工作流程自动化功能和可视化的流程搭建方式来处理图像工作。这种直观的、基于Web的、可供企业用户

平台提供成 工具来增强、处理、分析、测量和报告图像数据。该模块能够将把图像数据与数字、化学、图形和文本数据结合在 的计算平台上。Plate

Data

ytics模块介绍Plate

Data

ytics模块提供一系列用于处理孔板数据的方法和工具,能够读取、输出、报告、显示、操作和计算孔板数据。通过PipelinePilot的图形化搭建流程的方式,研究

无须编写代码便可构建复杂而功能强大的数据分析流程,对实验筛选的数据进行分析。还可以与Integration模块相结合,把孔板数据导入到相关的数据库中。ytical

Instrumentation模块介绍ytical

Instrumentation模块提供一建实用的光谱或色谱分析工作流程,满足的信息学工具和算法,可以创科研工作的需求。使用该模块,研究可以注释、分析和比较不同来源的实验谱图,可以很容易进行寻峰、摘峰,处理RAW

Data,并进行谱图的相似性比较和检索,还可以结合

Integration模块,创建谱图分析和管理的平台。支持多种谱图:XRPDIRRamanUV-VisMSHPLCGCEPRNMRFLRNGS模块介绍NGS模块提供专门针对二代平台的数据进行数据分析的平台@SRR037658.706

HWI-EAS350_168:6:1:19:621ATGAAAGACGAACAACTGCGAAATCGTATTCCGTCT+B@@B6856-+?@4BA31%./=>?.<2+80(7<####@SRR037658.707

HWI-EAS350

168:6:1:19:1619AAGGAACAAAATAATCGTATGCCGTCT?679BB@7;B=A@8A55A<0?@24A?DepthGBrowse2生命科学模拟模块与生命科学模拟相关的模块。功能包含在DS中,包括Catalyst,

CHARMm等相关内容等。材料科学模拟模块与材料模拟相关的模块,包括Dmol,Castep,Gulp等…….Pipeline

Pilot简介13Pipeline

Pilot在药物分子设计中的应用示例Pipeline

Pilot在药物 与分析方面应用示例42Pipeline

Pilot在药物专利调研的应用示例5

Pipeline

pilot其他领域应用示例主要内容Pipeline

pilot与其他信息系统的应用整合6Pipeline

Pilot的功能模块分布LaboratoryPlate

Data

yticsyticalInstrumentationChemistryChemistry

ADMETCheminformaticsReporting

&

VisualizationReportingysisText

Search

&yticsChemical

TextMiningBiologySequence

ysisGene

ExpressionMass

Spec.

for

Proteomics

Next

Generation

SequencingLife

Science

M&SCatalyst

(Pharmacophore)

CHARMm

(Simulations)Database

&

Application

IntegrationIntegrationClient-Side

SDKsImagingImagingMaterialsM&SMaterialsPolymer

Properties

(Synthia)药物分子设计专利信息调研ysis

&

StatisticsData

Modeling

Advanced

Data

Modeling

RStatistics化学信息分析药物 分析Pipeline

Pilot药物专利调研应用示例Name

to

Structure

(English,Chinese……)Extract

Chemical

Structure

from

PDF/TIFFBuild/Search

structure

searchable

DatabaseOnline /Patent

searchGeneGo

MetabaseIntegrationT.R.

Co lis

Integration示例1:Name

to

Structure

(English,Chinese……)2-{4-[(3,5-dichloro-4-pyridyl)oxy]phenyl}acetonitrile示例2:Extract

Chemical

Structure

from

PDF/TIFF通过整合专业的文档结构抓取CLiDE,可以非常容易对大量的专利PDF文档(包括扫描版本)中的化学结构(包括Markush结构)。示例3:Online/Patent

searchesophageal

cancer示例4:Build/Search

structure

searchableDatabasePipeline

Pilot包含了Direct

,一种基于Oracle数据库的高性能化合物结构 和查询的数据库cartridge技术。通过这种技术,可以帮助用户搭建百万级别的企业级化合物数据库和化学信息学应用平台。用户无需精通Oracle数据库,就可以完成化合物结构导入和检索的全部流程。示例5:T.R. GeneGo

Metabase

IntegrationT.R.GeneGoMetabase数据库是目前世界内容最全的系统生物学、网络药理学、系统毒理学数据库。目前为世界最大科研信息

商汤森路透所有。http://t/products_services/science/systems-biology/示例6:

T.R.

Co lis

IntegrationCor

lis™是ThomsonReuters的下一代平台,可以提供Thomson

Reuters所有生命科学的内容,包括Thomson

Reuters

Pharma、Thomson

Reuters

Integrity、Newport

Premium和IDARC®,Cor

lis™

forCompetitive

In

ligence是Thomson

Reuters

Pharma的升级版本,可为药物研发 提供综合的竞争

信息。它的信息来源于各种科技文献、专利文件、、科技会议

等,提供了四万多种上市和在研药物,七万多家制药公司的相关信息,包括药物、专利、文献、会议、临床试验、公司、交易及

等需要Corlis

API基于PP的文档管理和分析流程PubMedPatents自动寻找和资源和本地各类文档自动找出文档中的化学名本地文档自动把文档中化学结构摘出自动把化学名转成化学结构通过PP流程自动进行聚类、相似性、SAR分析StructureDatabaseTextDatabasePipeline

Pilot简介13Pipeline

Pilot在药物分子设计中的应用示例Pipeline

Pilot在药物 与分析方面应用示例42Pipeline

Pilot在药物专利调研的应用示例5

Pipeline

pilot其他领域应用示例主要内容Pipeline

pilot与其他信息系统的应用整合6Pipeline

Pilot的功能模块分布LaboratoryPlate

Data

yticsyticalInstrumentationChemistryChemistry

ADMETCheminformaticsReporting

&

VisualizationReportingysisText

Search

&yticsChemical

TextMiningBiologySequence

ysisGene

ExpressionMass

Spec.

for

Proteomics

Next

Generation

SequencingLife

Science

M&SCatalyst

(Pharmacophore)

CHARMm

(Simulations)Database

&

Application

IntegrationIntegrationClient-Side

SDKsImagingImagingMaterialsM&SMaterialsPolymer

Properties

(Synthia)药物分子设计专利信息调研ysis

&

StatisticsData

Modeling

Advanced

Data

Modeling

RStatistics化学信息分析药物 分析Pipeline

Pilot药物分子设计及化学信息学应用示例化合反向找靶——基于分子对接化合物反向找靶——基于药效团化合物反响找靶——基于靶点结合口袋相似性整合Autodock

Vina并于DS中使用整合Glide并于DS中使用整合ID-Score并于DS中使用整合NAMD并于DS中使用整合Gaussian并在网页使用Pipeline

Pilot

&

Discovery

Studio的无缝整合Discovery

Studio的综合性——功能全面In-situ

leadenumerationScaffoldhopVirtualscreeningQSAR,ADME

andToxicitySimulationsandQuantumMechanicsHomologymodelingProteindockingProteinStability

andBindingaffinityLigandprofilingSpecialist:AntibodydesignSpecialist:MembraneProteinsX-raySpecialist:ProteinaggregationDiscovery

Studio是强大的药物设计综合交互式平台基于分子对接解释药靶结合机理基于分子对接虚拟筛选先导化合物优化化合物骨架跃迁基于药效团的虚拟筛选药效团数据库基于药效团反向找靶药物活性虚拟组合化合物库的构建示例1:化合反向找靶——基于分子对接示例2:化合物反向找靶——基于药效团Wolber

G,

LangerT

(2005).

"LigandScout:

3-D

pharmacophores

derived

from

protein-bound

ligandsand

their

use

as

virtual

screening

filters".

J

Chem

Inf

Model

45

(1):

160–169.PharmaDB:已最大的基于结构药效团数据库共139482个基于scPDB中7687个复合物晶体结构构建的示例3:化合物反向找靶——基于靶点结合口袋相似性J.

Comprehensive

description

of

protein

structures

using

protein

folding

shapecode.

Proteins

2008;71.3:1497-1518.Binding

mode

prediction

accuracy

onthe

test

set.

"AutoDock"

refers

toAutoDock

4,

and

"Vina"to

AutoDockVina

1O.

Trott,

A.

J.

Olson,

AutoDock

Vina:

improving

the

speed

and

accuracy

of

docking

with

a

new

scoring

function,

efficient

optimization

and

multithreading,

Journal

of

Computational

Chemistry

31

(2010)

455-461示例4:整合Autodock

Vina并于DS中使用Autodock安装位置Autodock

scoreGlide:

A

New

Approachfor

Rapid,

AccurateDocking

andScoring.

1.

Method

andAssessment

of

Docking

Accuracy;J.

Med.

Chem.,

2004,

47

(7),

pp

1739–1749. :10.1021/jm0306430示例5:整合Glide并于DS中使用薛定谔安装位置GLIDE

docking

scoreLi

GB, LL,

Wang

WJ,

Li

LL,

SY.

ID-Score:

A

New

Empirical

Scoring

Function

Based

on

aComprehensive

Set

of

Descriptors

Relatedto

Protein–Ligand

Interactions.

J.

Chem.

Inf.

Model.

2013,53(3),592–600示例6:整合ID-Score并于DS中使用James

C.

Phillips,

Rosemary

Braun,

Wei

Wang,James

Gumbart,

Emad

Tajkhorshid,

Elizabeth

Villa,Christophe

Chipot,

Robert

D.

Skeel,

Laxmikant

Kalé,

and

Klaus

Schulten*.Scalable

Molecular

Dynamics

with

NAMD,J

Comput

Chem.

2005December;

26(16):1781–1802.科学背景:虽然DS的分子力学、分子动力学计算引擎为CHARMm,是一个非常经典的程序,但其计算效率并不是最高的。NAMD(NAnoscale

MolecularDynamics)是用于在大规模并行计算机上快速模拟大分子体系的并行分子动力学代码,由

NHI开发。示例7:整合NAMD并于DS中使用中已经有

ponent,可以直接整合NAMD。该工作流程既可以在PP中使用,也可以在DS中使用。示例8:整合Gaussian并在网页使用Client-Side

IntegrationServer-Side

IntegrationCOMWSPipeline

PilotEnterprise

ServerWS整合模块介绍Pipeline

Pilot简介13Pipeline

Pilot在药物分子设计中的应用示例Pipeline

Pilot在药物

与分析方面应用示例42Pipeline

Pilot在药物专利调研的应用示例5

Pipeline

pilot其他领域应用示例主要内容Pipeline

pilot与其他信息系统的应用整合6Pipeline

Pilot的功能模块分布LaboratoryPlate

Data

yticsyticalInstrumentationChemistryChemistry

ADMETCheminformaticsReporting

&

VisualizationReportingysisText

Search

&yticsChemical

TextMiningBiologySequence

ysisGene

ExpressionMass

Spec.

for

Proteomics

Next

Generation

SequencingLife

Science

M&SCatalyst

(Pharmacophore)

CHARMm

(Simulations)Database

&

Application

IntegrationIntegrationClient-Side

SDKsImagingImagingMaterialsM&SMaterialsPolymer

Properties

(Synthia)药物分子设计专利信息调研ysis

&

StatisticsData

Modeling

Advanced

Data

Modeling

RStatistics化学信息分析药物 分析Pipeline

Pilot与分析应用-谱图处理PP可以进行批量化的谱图处理工作常规谱图操作谱峰的识别谱峰的面积积分线宽分析谱图背景识别和去除谱图切断、缩放、平滑等Fourier傅立叶转换专门的NMR谱图处理功能模块–

全自动一步式的FID分析流程:从FID转换为化移–

从化学结构产生出NMR谱图(支持C13和质子谱)(整合Modgraph

NMRPredict程序)查询和相似度分析计算出谱图间的相似性对谱图进行聚类分析对谱图进行数据库查询谱图数据的分析2.

RemoveBackground1.

Read3.

Smooth4.Truncate5.

FindPeaks示例:拉曼图谱聚类谱图数据报告整合ACD/Labs模块对谱图分析Pipeline

Pilot药物信息学分析应用示例SAR分析MMP分析QSAR分析QDE分析(类药性分析)可合(SA)

分析Scalefold

Tree分析1

SAR分析示例2:MMP分析(已置入DS)853 QSAR分析(已置入DS)4 QDE分析(类药性分析)Based

on

“fying

the

Chemical

Beauty

of

Drugs”,G.

Richard

Bickerton,

Gaia

V.Paolini,

Jérémy

Besnard,

Sorel

Muresan,

Andrew

L.

Hopkins,

Nature

Chemistry

4,

90–98(2012)5

可合(SA)

分析Based

on

“Estimation

of

Synthetic

Accessibility

Score

of

Drug-like

Molecules

Based

onMolecular

Complexity

and

Fragment

Contributions”,

Peter

Ertl

and

Ansgar

Schuffenhauer,Journal

of

Cheminformatics,

2009,1:8Chemists

Score:Average

“ease

of

synthesis”ratings

from

nine

syntheticchemists

at

Novartis

for

40molecules

from

PubChem.Rating

scale:

1

(easy)

to10(difficult)Data

for

the

40

validationmolecules

from:Peter

Ertl

and

AnsgarSchuffenhauer.

JournalofCheminformatics

2009,

1:8easydifficultSAscore

vs

Chemists

Score6 Scalefold

Tree分析Implementationof

the

iterative

ring

trimming

procedure

described

in

"The

Scaffold

Tree,Visualization

of

the

Scaffold

Universe

by

Hierarchical

Scaffold

Classification",

Schuffenhauer,A.,

Ertl,

P.,

Roggo,

S.,

Wetzel,

S.,

Koch,

M.

A.,

Waldmann,

H.,

J.

Chem.

Inf.

Model.

2007,

47,47-58.Pipeline

Pilot简介13Pipeline

Pilot在药物分子设计中的应用示例Pipeline

Pilot在药物

与分析方面应用示例42Pipeline

Pilot在药物专利调研的应用示例5

Pipeline

pilot其他领域应用示例主要内容Pipeline

pilot与其他信息系统的应用整合6Pipeline

Pilot其他研究领域应用示例化合物孔板筛选和分析生物信息学(

组/转录组/蛋白质组/NGS)图像分析(病理、医学、蛋白晶体)生物实体PP解决“易出错”问题将化合物信息与生

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