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DockerでLillyMolを爆速起動!化学式から合成経路を探る旅に出よう!

皆さん、こんにちは!

今日は、今話題のオープンソース逆合成解析ソフトウェア

LillyMol

をDockerを使って手軽に動かしてみましょう!

LillyMolは、Eli Lilly and Companyが開発した強力なツールで、複雑な化学構造を入力するだけで、合成可能な経路を提案してくれます。今回は、Dockerを利用することで環境構築の手間を省き、誰でも簡単にLillyMolの世界を体験できる方法を紹介します。

DockerでLillyMol環境構築

まずは、LillyMolを使うための環境をDockerで構築します。

  1. Dockerのインストール: まだDockerをインストールしていない方は、https://docs.docker.com/get-docker/ を参考にインストールを済ませてください。

  2. LillyMolイメージの取得: ターミナルを開き、以下のコマンドを実行してLillyMolのDockerイメージを取得します。

    docker pull lillymol/lillymol

  3. LillyMolコンテナの起動: イメージの取得が完了したら、以下のコマンドでコンテナを起動します。

    docker run -p 8080:8080 lillymol/lillymol

このコマンドは、LillyMolをポート8080で起動することを意味します。

  1. ブラウザでアクセス: Webブラウザ

ブラウザでアクセス: Webブラウザを開き、http://localhost:8080 にアクセスします。LillyMolのウェブインターフェースが表示されるはずです。

これで、LillyMolの環境構築は完了です!簡単でしたね。

LillyMolを使って逆合成解析を行う

では、実際にLillyMolを使って逆合成解析を行ってみましょう。例として、アスピリン(アセチルサリチル酸)の合成経路を探ってみます。

  1. LillyMolのウェブインターフェースで、「Retrosynthesis」タブを選択します。

  2. 「Enter SMILES or draw structure」欄に、アスピリンのSMILES表記を入力します:

    CC(=O)OC1=CC=CC=C1C(=O)O

  3. 「Run Retrosynthesis」ボタンをクリックします。

  4. LillyMolが計算を行い、可能な逆合成経路を提案してくれます。

結果の解釈:

  • 提案された各経路を注意深く見てみましょう。

  • 出発物質、反応条件、収率予測などの情報が表示されているはずです。

  • 複数の経路が提案された場合、それぞれの利点と欠点を考えてみましょう。

応用:自分の興味ある化合物で試してみよう

アスピリンの例を参考に、自分が興味を持っている化合物のSMILES表記を入力して、逆合成解析を行ってみましょう。例えば:

  • カフェイン: CN1C=NC2=C1C(=O)N(C(=O)N2C)C
  • イブプロフェン: CC(C)CC1=CC=C(C=C1)[C@H](C)C(=O)O
  • パラセタモール: CC(=O)NC1=CC=C(C=C1)O

注意点:

  • 複雑な化合物の場合、計算に時間がかかることがあります。
  • 提案された合成経路は、あくまで理論上の可能性です。実際の合成では、様々な要因を考慮する必要があります。

さらなる探索

LillyMolには他にも多くの機能があります。例えば:

  1. 構造検索: 類似の化合物を探すことができます。

  2. 物性予測: LogP、溶解度、pKaなどの物性を予測できます。

  3. 反応予測: 特定の反応条件下での生成物を予測できます。

これらの機能を使いこなすことで、化学研究の幅が大きく広がるでしょう。

まとめ

DockerとLillyMolを組み合わせることで、手軽に強力な逆合成解析ツールを使うことができました。この環境を活用して、新しい化合物の合成経路を探索したり、既知の合成経路を最適化したりする可能性は無限大です。

化学の世界は奥深く、まだまだ発見の余地がたくさんあります。LillyMolを使って、あなただけの化学の冒険に出かけてみてはいかがでしょうか?

次回は、LillyMolの高度な使い方や、他の化学情報学ツールとの連携について紹介する予定です。お楽しみに!

リンク集

LillyMolのソースコード

https://github.com/EliLillyCo/LillyMol

一般的な化学構造検索

サンプルとして使ったSMILES化学式

CN1C2=C(C=C(C=C2)C3=CN=CS3)C(=CC1=O)NC4CCC(CC4)OCCOC

結果を評価するためにつかったwiki

https://en.wikipedia.org/wiki/CD38-IN-78c

PubChem Sketcher

https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/

SMILESだけでなく、 IUPAC名、分子式など、様々な入力形式に対応しています。 NCBIの巨大なデータベースで検索でき、 化合物情報、生物活性、文献情報などを取得できます。

ChemSpider

http://www.chemspider.com/

こちらも複数の入力形式に対応し、膨大なデータベースを誇ります。 スペクトルデータ、物性情報、関連化合物など、豊富な情報を提供しています。

近い分子式や、近い骨格の分子をリストアップしてくれます。

AIが、この分子の特徴を推定してくれます。何度で燃えるとか。そういうやつです。

取り扱い企業をリストアップしてくれます。

NIST Chemistry WebBook

https://webbook.nist.gov/chemistry/

将来的に課金するかもと書いてあったので、シークレットモードで検索したほうが無難?

アメリカ国立標準技術研究所 (NIST) が提供するデータベースです。

スペクトルデータ、熱力学データ、反応データなど、信頼性の高い情報を検索できます。

SMILES変換に特化したツール

cactus

https://cactus.nci.nih.gov/chemical/structure

SMILESを他の形式 (IUPAC名、MOLファイルなど) に変換できます。

バッチ処理にも対応しており、大量のSMILESを一度に変換できます。

MolView

https://molview.org/

SMILESを入力すると、3D分子モデルを表示できます。

分子の回転、拡大縮小、原子情報の表示などが可能です。

日本語の紹介記事がありました。

eDESIGNERを使ってみる(準備編)

https://tky-pychemweb.hatenablog.com/entry/2022/09/19/161606


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Last-modified: 2024-08-24 (土) 11:41:36