alvaBuilder

製品概要
alvaBuilderは、de novo分子設計用のソフトウェアツールです。シンプルなインターフェースを使用して、任意のトレーニングセットより、指定した特性(類似性、MW、logP、SAscore、QEDなど)を持つ新規分子を生成できます。
開発元:イタリア Alvascience Srl
関連製品
alvaDesc 
6000種近くの分子記述子、4種(PFP/ECFP/ECFPV3/MACCS166)のフィンガープリントと構造パターンを計算可能なソフトウェア。
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alvaModel/alvaRunner 
定量的構造活動/特性関係(QSAR/QSPR)モデルの作成を行うソフトウェア/alvaModelの作成モデルを基に計算。
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alvaMolecule 
分子データセットを分子グリッドもしくはスプレッドシートとして可視化し、分析キュレート及び標準化を行うソフトウェア。
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主要な機能
遺伝的アルゴリズム
ドラッグライクな化合物空間には、最大1060個の分子があると推定されており、このような広大な空間を探索するのは大変な作業になります。しかし、遺伝的アルゴリズムを用いることで、この問題に取り組むことができ、所望の特性をもつ新しい分子を生成することができます。alvaBuilderを使用して、与えられたターゲット分子と類似している、または特定の分子記述子をもつ分子群を新たに生成することができます。スコア関数は、全ての類似性、特性をルールとして組み合わせて定義することができます。遺伝的アルゴリズムにより、定義されたスコア関数を最適化し新しい分子を生成します。
ターゲット分子記述子
ターゲット特性に基づくルールは、分子記述子に特定の値を持つ分子を生成するために使用されます。分子記述子の値は、次のルールで定義することができます。
・設定値以下
・設定値以上
・設定値と合致
・二つの値の間(範囲設定)
alvaBuilderには、構造的特徴を評価するための以下のような記述子が実装されています。
- 分子量(MW)
- 原子数(nAT)
- 結合数(nBT)
- 特定の原子や結合の種類の絶対的および相対的な出現頻度
- 回転可能な結合数(RBN)
- 環数(nCIC)
- 回路数(nCIR)
- 環系(NRS)
- 水素結合ドナー原子数(nHDon)
- 水素結合アクセプター原子数(nHAcc)
- ブリッジヘッド原子数(nBridgeHead)
- スピロ原子数(nSpiro)
など
構造に関する記述子に加えて、生成分子の物理化学的特性やdrug-likeness、lead-likenessに関する幅広いセットを提供します。
- モル屈折率(MRcons)
- オクタノール-水分配係数(LOGPcons)
- LogS水溶解度(ESOL)
- トポロジカル極性表面積(TPSA(tot)、TPSA(NO))
- 表面積(SAtot、SAacc、SAdon)
- McGowan(Vx)
- van der Waals体積(VvdwMG、VvdwZAZ)
- Verhaarによって定義された魚類(BLTF96)、ミジンコ(BLTD48)及び藻類(BLTA96)の3つの水性生物毒性基準を、Moriguchi LogP(MLOFP)に基づいて算出
- Lipinski’s rule of five (Ro5)
- rule of three (Ro3)に基づいたLLS_01
- drug-likenessの定量的推定(QED)
など
de novoデザインを扱う際に重要な合成可能性についてのスコア(SAscore)も含まれています。
ターゲット分子
ターゲット分子(SMILES式で指定)と類似または非類似の化合物を生成することを選択できます。類似度は、分子フィンガープリントのtanimoto距離をもとに計算されます。
グラフィカル・ユーザー・インターフェース
使いやすいGUIにより、de novoデザインを管理できます。

簡単なステップで化合物生成に必要な分子特性を定義し、生成を開始できます。
サポートされるファイル形式
一覧表はこちら(alvaDesc技術情報ページ)
バージョン情報
バージョン1.0.14(2025年1月27日リリース)
- Viewメニューの「Highlights」に、構造エラーのウォーニングやユーザーが定義した部分構造、並びにBemis-Murckoのグラフ的形状表現を表示する機能を追加しました。
- トレーニングとして入力する分子に名前が指定されていない場合、「Molecule1」などと名前を表示するよう修正しました。
- 分子の名前列を持たないSMILESファイルまたはSMILESを含むテキストファイルから構造を読み込む際に、それぞれの分子に「Molecule1」など内部的な名前を付加するようにしました。
バージョン1.0.12(2024年11月7日リリース)
- alvaModelで作成したQSAR/QSPRモデルを利用して構造(de novo)生成させる際に、alvaDesc 3.0で導入された構造パターンとECFPV3を使用できるようになりました。
- 画面左のツリービューを廃止し、MoleculesメニューからTrainingとAutomatic moleculesを選択して表示するよう変更しました。
- SMILESがテキストファイル、CSVファイル、TSVファイルからインポートできるようになりました。
- Viewメニューの「View atom indices」を「Annotations」に変更し、分子の2次元描画像に部分電荷を表示する機能を追加しました。
- Open scoreからスコアファイルをロードした際、そのまま自動生成に進むことができるようになりました。
バージョン1.0.10(2023年4月20日リリース)
- de novo生成された分子をエクセルフォーマットにエクスポートする際に、SMILESの列を追加しました。
- モデルルールでalvaRunnerプロジェクトファイルを使用する際、ファイルパスが変更された場合などにも分かり易いよう、GUI上にプロジェクト名を表示させるようにしました。
- Editメニューから指定した分子のスキャフォールドをコピーする”Copy Scaffold as SMILES”が正しく機能するように修正しました。
- Apple M1/M2 CPU上でalvaRunnerプロジェクトを使用する際に生じ得るランタイムエラーを修正しました。
バージョン1.0.8(2022年11月11日リリース)
- alvaRunnerのプロジェクトファイルに含まれるQSAR/QSPRの回帰や分類モデルを使用し、目的変数に対して設定したターゲット条件に従って分子のde novo designをすることができる新しいルール「Model rule」を追加しました
- FileメニューのSave score asから保存できるXMLで書かれたスコアファイルに、フラグメント固定ルールに使用したフラグメントを含めるようにしました
- スコアファイルのOpenとSave機能をファイルメニューに移動しました
- 自動生成された分子の2次元構造描画とスコアの値をエクセルファイル(.xlsx)にエクスポートできるようになりました
- 生成された分子データセットに対するソートとフィルターを改善しました
- SMARTSの水素パラメータがH1ではなくHで定義されている際の解釈を修正しました(例:[C;H;X4])
バージョン1.0.6(2021年7月6日リリース)
- 記述子ルールに対するスコア計算を改善しました。(記述子ルールの閾値がとても小さく、計算値が閾値を外れている場合に、円滑化関数が過大な点数を与えてしまう不具合が起きないよう調整しました。)
- 使用できる記述子からPBFを除外しました。(3D座標を必要とするため使用不可)
- SAscoreなどnSK(number of non-H atoms)に依存する記述子の計算を修正しました。
バージョン1.0.4(2021年3月25日リリース)
- SMARTSに対するmatch/not matchルールを追加
- 生成された分子のフラグメントを修正する可能性を追加
- GoogleChem検索を追加
- PubChem検索を改善(full structure, similarity, substructure, superstructure)
- 縮環に対する部分グラフマッチングを修正(QED記述子に影響を与える可能性)
- 分子の名前表示を修正
- 出力ファイルにcolumn NAMEを追加
- 出力する表とファイルのcolumn nameとvalueを変更
バージョン1.0.2(2020年12月14日リリース)
- alvaDesc バージョン2.0の機能を利用可能
- 生成可能な分子数(population size)の上限を拡張
- トレーニングセット以上のpopulation sizeを設定可能
- 遺伝的アルゴリズムの改良
バージョン1.0(2020年7月7日リリース)
動作環境
対応OS
- 64-bit Windows
- 64-bit Mac OS
- 64-bit Linux
ライセンス形態
alvaBuilderのライセンスは、企業向け一般ライセンス(商用)とアカデミックライセンス(教育用)の2種類のライセンス形態があります。
評価ライセンス
無償評価ライセンスをご提供可能です。
ご希望の場合、こちらの評価ライセンス申請フォームからご申請いただくか、弊社営業までお問い合わせください。
価格情報
alvaBuilderのライセンス価格は、企業向け一般ライセンス(商用)とアカデミックライセンス(教育用)の形態によって異なります。ライセンス形態と価格については、お問い合わせフォームからお問い合わせいただくか、弊社営業までお問い合わせください。
最終更新日:2025/02/04