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Cheminformatic Insight into the Differences between Terrestrial and Marine Originated Natural Products
Journal of Chemical Information and Modeling ( IF 5.6 ) Pub Date : 2018-05-24 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.jcim.8b00125 Jun Shang 1, 2, 3 , Ben Hu 2 , Junmei Wang 4 , Feng Zhu 1 , Yu Kang 1 , Dan Li 1 , Huiyong Sun 1 , De-Xin Kong 2 , Tingjun Hou 1, 3
Journal of Chemical Information and Modeling ( IF 5.6 ) Pub Date : 2018-05-24 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.jcim.8b00125 Jun Shang 1, 2, 3 , Ben Hu 2 , Junmei Wang 4 , Feng Zhu 1 , Yu Kang 1 , Dan Li 1 , Huiyong Sun 1 , De-Xin Kong 2 , Tingjun Hou 1, 3
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This is a new golden age for drug discovery based on natural products derived from both marine and terrestrial sources. Herein, a straightforward but important question is “what are the major structural differences between marine natural products (MNPs) and terrestrial natural products (TNPs)?” To answer this question, we analyzed the important physicochemical properties, structural features, and drug-likeness of the two types of natural products and discussed their differences from the perspective of evolution. In general, MNPs have lower solubility and are often larger than TNPs. On average, particularly from the perspective of unique fragments and scaffolds, MNPs usually possess more long chains and large rings, especially 8- to 10-membered rings. MNPs also have more nitrogen atoms and halogens, notably bromines, and fewer oxygen atoms, suggesting that MNPs may be synthesized by more diverse biosynthetic pathways than TNPs. Analysis of the frequently occurring Murcko frameworks in MNPs and TNPS also reveals a striking difference between MNPs and TNPs. The scaffolds of the former tend to be longer and often contain ester bonds connected to 10-membered rings, while the scaffolds of the latter tend to be shorter and often bear more stable ring systems and bond types. Besides, the prediction from the naïve Bayesian drug-likeness classification model suggests that most compounds in MNPs and TNPs are drug-like, although MNPs are slightly more drug-like than TNPs. We believe that MNPs and TNPs with novel drug-like scaffolds have great potential to be drug leads or drug candidates in drug discovery campaigns.
中文翻译：
化学信息学对陆生天然产物与海洋天然产物之间差异的理解
这是基于源自海洋和陆地来源的天然产物的药物发现的新黄金时代。在此，一个直接但重要的问题是“海洋天然产物（MNP）与陆地天然产物（TNP）之间的主要结构差异是什么？” 为了回答这个问题，我们分析了两种天然产物的重要理化性质，结构特征和药物相似性，并从进化的角度讨论了它们的差异。通常，MNP的溶解度较低，通常比TNP大。平均而言，特别是从独特片段和支架的角度来看，MNP通常具有更多的长链和较大的环，尤其是8至10元环。MNP还具有更多的氮原子和卤素（尤其是溴）和更少的氧原子，提示MNPs可能比TNPs通过更多的生物合成途径合成。对MNP和TNPS中频繁出现的Murcko框架的分析也揭示了MNP和TNP之间的显着差异。前者的支架倾向于更长，并且通常包含连接到10元环的酯键，而后者的支架则倾向于更短，并且通常带有更稳定的环系统和键类型。此外，根据朴素的贝叶斯药物相似性分类模型进行的预测表明，尽管MNPs比TNPs稍微更像药物，但MNPs和TNPs中的大多数化合物都是药物样的。我们相信，带有新型药物样支架的MNP和TNP具有很大的潜力，可以在药物发现活动中成为药物先导或候选药物。对MNP和TNPS中频繁出现的Murcko框架的分析也揭示了MNP和TNP之间的显着差异。前者的支架倾向于更长，并且通常包含连接到10元环的酯键，而后者的支架则倾向于更短，并且通常带有更稳定的环系统和键类型。此外，根据朴素的贝叶斯药物相似性分类模型进行的预测表明，尽管MNPs比TNPs稍微更像药物，但MNPs和TNPs中的大多数化合物都是药物样的。我们相信，带有新型药物样支架的MNP和TNP具有很大的潜力，可以在药物发现活动中成为药物先导或候选药物。对MNP和TNPS中频繁出现的Murcko框架的分析也揭示了MNP和TNP之间的显着差异。前者的支架倾向于更长，并且通常包含连接到10元环的酯键，而后者的支架则倾向于更短，并且通常带有更稳定的环系统和键类型。此外，根据朴素的贝叶斯药物相似性分类模型进行的预测表明，尽管MNPs比TNPs稍微更像药物，但MNPs和TNPs中的大多数化合物都是药物样的。我们相信，带有新型药物样支架的MNP和TNP具有很大的潜力，可以在药物发现活动中成为药物先导或候选药物。前者的支架倾向于更长，并且通常包含连接到10元环的酯键，而后者的支架则倾向于更短，并且通常带有更稳定的环系统和键类型。此外，根据朴素的贝叶斯药物相似性分类模型进行的预测表明，尽管MNPs比TNPs稍微更像药物，但MNPs和TNPs中的大多数化合物都是药物样的。我们相信，带有新型药物样支架的MNP和TNP具有很大的潜力，可以在药物发现活动中成为药物先导或候选药物。前者的支架倾向于更长，并且通常包含连接到10元环的酯键，而后者的支架则倾向于更短，并且通常带有更稳定的环系统和键类型。此外，根据朴素的贝叶斯药物相似性分类模型进行的预测表明，尽管MNPs比TNPs稍微更像药物，但MNPs和TNPs中的大多数化合物都是药物样的。我们相信，带有新型药物样支架的MNP和TNP具有很大的潜力，可以在药物发现活动中成为药物先导或候选药物。来自朴素的贝叶斯药物相似性分类模型的预测表明，尽管MNPs比TNPs稍微更像药物，但MNPs和TNPs中的大多数化合物都是药物样的。我们认为，带有新型药物样支架的MNP和TNP具有很大的潜力，可以在药物发现活动中成为药物先导或候选药物。来自朴素的贝叶斯药物相似性分类模型的预测表明，尽管MNPs比TNPs稍微更像药物，但MNPs和TNPs中的大多数化合物都是药物样的。我们相信，带有新型药物样支架的MNP和TNP具有很大的潜力，可以在药物发现活动中成为药物先导或候选药物。
更新日期：2018-05-24
中文翻译：
化学信息学对陆生天然产物与海洋天然产物之间差异的理解
这是基于源自海洋和陆地来源的天然产物的药物发现的新黄金时代。在此，一个直接但重要的问题是“海洋天然产物（MNP）与陆地天然产物（TNP）之间的主要结构差异是什么？” 为了回答这个问题，我们分析了两种天然产物的重要理化性质，结构特征和药物相似性，并从进化的角度讨论了它们的差异。通常，MNP的溶解度较低，通常比TNP大。平均而言，特别是从独特片段和支架的角度来看，MNP通常具有更多的长链和较大的环，尤其是8至10元环。MNP还具有更多的氮原子和卤素（尤其是溴）和更少的氧原子，提示MNPs可能比TNPs通过更多的生物合成途径合成。对MNP和TNPS中频繁出现的Murcko框架的分析也揭示了MNP和TNP之间的显着差异。前者的支架倾向于更长，并且通常包含连接到10元环的酯键，而后者的支架则倾向于更短，并且通常带有更稳定的环系统和键类型。此外，根据朴素的贝叶斯药物相似性分类模型进行的预测表明，尽管MNPs比TNPs稍微更像药物，但MNPs和TNPs中的大多数化合物都是药物样的。我们相信，带有新型药物样支架的MNP和TNP具有很大的潜力，可以在药物发现活动中成为药物先导或候选药物。对MNP和TNPS中频繁出现的Murcko框架的分析也揭示了MNP和TNP之间的显着差异。前者的支架倾向于更长，并且通常包含连接到10元环的酯键，而后者的支架则倾向于更短，并且通常带有更稳定的环系统和键类型。此外，根据朴素的贝叶斯药物相似性分类模型进行的预测表明，尽管MNPs比TNPs稍微更像药物，但MNPs和TNPs中的大多数化合物都是药物样的。我们相信，带有新型药物样支架的MNP和TNP具有很大的潜力，可以在药物发现活动中成为药物先导或候选药物。对MNP和TNPS中频繁出现的Murcko框架的分析也揭示了MNP和TNP之间的显着差异。前者的支架倾向于更长，并且通常包含连接到10元环的酯键，而后者的支架则倾向于更短，并且通常带有更稳定的环系统和键类型。此外，根据朴素的贝叶斯药物相似性分类模型进行的预测表明，尽管MNPs比TNPs稍微更像药物，但MNPs和TNPs中的大多数化合物都是药物样的。我们相信，带有新型药物样支架的MNP和TNP具有很大的潜力，可以在药物发现活动中成为药物先导或候选药物。前者的支架倾向于更长，并且通常包含连接到10元环的酯键，而后者的支架则倾向于更短，并且通常带有更稳定的环系统和键类型。此外，根据朴素的贝叶斯药物相似性分类模型进行的预测表明，尽管MNPs比TNPs稍微更像药物，但MNPs和TNPs中的大多数化合物都是药物样的。我们相信，带有新型药物样支架的MNP和TNP具有很大的潜力，可以在药物发现活动中成为药物先导或候选药物。前者的支架倾向于更长，并且通常包含连接到10元环的酯键，而后者的支架则倾向于更短，并且通常带有更稳定的环系统和键类型。此外，根据朴素的贝叶斯药物相似性分类模型进行的预测表明，尽管MNPs比TNPs稍微更像药物，但MNPs和TNPs中的大多数化合物都是药物样的。我们相信，带有新型药物样支架的MNP和TNP具有很大的潜力，可以在药物发现活动中成为药物先导或候选药物。来自朴素的贝叶斯药物相似性分类模型的预测表明，尽管MNPs比TNPs稍微更像药物，但MNPs和TNPs中的大多数化合物都是药物样的。我们认为，带有新型药物样支架的MNP和TNP具有很大的潜力，可以在药物发现活动中成为药物先导或候选药物。来自朴素的贝叶斯药物相似性分类模型的预测表明，尽管MNPs比TNPs稍微更像药物，但MNPs和TNPs中的大多数化合物都是药物样的。我们相信，带有新型药物样支架的MNP和TNP具有很大的潜力，可以在药物发现活动中成为药物先导或候选药物。
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