最大5,000超の分子記述子と3種のフィンガープリントを計算可能なソフトウェア

製品概要

alvaDescは、様々な種類の分子記述子とフィンガープリントの計算が可能な次世代のツールです。最大5,000超の分子記述子と3種のフィンガープリントを計算することができます。官能基やフラグメント数のカウントから、ETA（Extended Topochemical Atom）指数やAtom-Type E-state指数をはじめ、3D自己相関、WHIM記述子（Weighted Holistic Invariant Molecular descriptors）、GETAWAY記述子（GEometry, Topology, and Atom-Weights AssemblY）など多数の3次元記述子計算が可能です。

分子屈折率、 TPSA (topological polar surface area)、分子容積推算、二種類のLogPモデル(Moriguchi 及び Ghose-Chippen octanol-water partition coefficient）など様々な物理化学的特性を計算することができます。また、よく利用されるLipinskiアラートを含む、drug-like 及び lead-like アラート等も実装されています。

 

MACCS166 Fingerprint、Extended Connectivity Fingerprint（ECFP）、Path Fingerprint（PFP）のフィンガープリントを計算することができます。ECFPとPFPのカスタマイズ計算も可能で、フィンガープリントのサイズ、フラグメントの種類、次元数だけでなく、フラグメントを識別する際に考慮される原子及び結合パラメータ（原子の種類、芳香族性、結合水素原子の数、結合性等）を定義することによって調整することもできます。alvaDescのフィンガープリント計算では、フラグメントがSMARTS文字列（Daylight Chemical Information Systemsによって開発された分子の部分構造を表すための表記方法）により識別されます。

alvaDescの重要な機能の1つは、完全結合型と非完全結合型（塩やイオン液体等）のどちらの分子構造にも対応していることです。 全ての分子記述子計算アルゴリズムは、そのような構造の分子記述子計算のために異なる理論的手法を提供します。

alvaDescは、分子データセットの初期の解析を行うためのツールを提供します。

・PubChemサービスを使用した分子構造検索

・分子構造の可視化と各種フィルタリング

・主成分分析（PCA）、相関分析、t-SNE法

また、多数の分子記述子を計算できることから、alvaDescには高速V-WSP法（“Ballabio, D., Consonni, V., Mauri, A., Claeys-Bruno, M., Sergent, M., & Todeschini, R. (2014). A novel variable reduction method adapted from space-filling designs. CHEMOMETRICS AND INTELLIGENT LABORATORY SYSTEMS, 136, 147-154”.）を含む変数を削減するためのツールが実装されています。

alvaDescはWindows及び Mac OS、Linuxプラットフォームに対応しており、直観的操作が可能なグラフィカルインターフェイスとバッチ処理に適したコマンドラインツールの両方を利用することができます。

 

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技術情報

alvaDesc2.0は、33のブロックに分類された5,666個の分子記述子を計算することができます。ブロックはさらにサブブロックに分けられており、記述子の管理、選択、解析を容易に行うことができます。全5,666個の計算可能記述子の一覧こちらのリストから確認可能です。

alvaDescでは、Path Fingerprint (PFP) 及び Extended Connectivity Fingerprint (ECFP)のハッシュ化分子フィンガープリント計算が可能です。Path Fingerprintは、対象分子の全ての線形結合を明らかにすることで作成され、Extended Connectivity Fingerprint (ECFP)は、対象分子それぞれの中心原子から放射状に得られる全ての円形フラグメントを徹底的に明らかにすることで作成されます。どちらのフィンガープリント計算でも、フィンガープリントのサイズやフラグメント長の最小値及び最大値、フラグメントを区別するための広範囲な原子特性リスト（原子の種類、芳香族性、電荷、結合性、結合次数等）等のオプション設定ができます。細かくカスタマイズすることによって、モデリングや類似化合物のスクリーニングといったあらゆる課題に対して最適な解決策を得ることができるようになります。

またalvaDescは、MACCS 166 fingerprintも実装しています。MACCS 166 fingerprintは定義された166個の分子特性に基づく固定長(166ビット)の構造キーであり、フィンガープリントのそれぞれのビットは特定の分子特性の有無を示します。

 

バージョン情報

 

バージョン2.0.16（2023年4月20日リリース）

• 非完全結合型の分子に対してBLIが計算できるようにしました。
• 非完全結合型の分子に対してPsi_i_Sなどの固有状態疑似結合指数（Intrinsic state pseudoconnectvity indices）が計算できるようにしました。
• 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。
• PCA分析とt-SNE分析結果のグラフ表示でZ軸を指定した際に、正しくカラー表示がされない不具合を修正しました。
• 2DのSDFやMOL2ファイルで分子を読み込んだ際に、”Molecule detail”パネルの”3D coordinates”欄に”Available”と表示される不具合を修正しました。
• QEDの計算を修正しました。（同位体水素を含む分子の計算に影響を与える可能性があります。）
• 分子ワークシートでデータセットにソートやフィルターをかけた際、”Molecule detail”パネル上に表示される”No.”の値がもともとのデータセットでの番号と違って表示される不具合を修正しました。

バージョン2.0.14（2022年11月11日リリース）

• 高次縮合分子(highly condensed molecules)に対する橋頭原子数記述子(nBridgeHead descriptor)の計算を修正しました（SAscoreの計算に影響します）
• Helpから開くユーザーマニュアルの5.37 Descriptors listの表に記述子のタイプを追加しました（Integer: 整数、Double: 倍精度浮動小数、Boolean: ブール代数）
• CLIの–scriptオプションの使用について修正しました

バージョン2.0.12（2022年5月11日リリース）

• 分子の詳細情報に、暗示的水素（implicit hydrogens）として付加された水素の数、入力された3D座標の有無（Available/Not available）、部分電荷情報（入力ファイルからインポート：Available、またはalvaDescによる計算：Calculated）を追加しました。
• Chartsメニューで表示されるグラフ上で右クリックをして現れるメニューに、グラフデータを保存する機能を追加しました。これにより、ヒストグラム/棒グラフ/散布図/主成分分析の主成分負荷量と主成分スコア/t-SNE分析の2次元散布図を、画像としてだけでなく、データとしても出力することができるようになりました。
• 非連結構造の分子に対するMDE記述子（記述子ブロック32）の計算を改善しました。
• 1000以上の原子を持つ分子に対する計算の不具合を修正しました。
• Topological indices記述子に含まれるPsi_i_1d/Psi_e_0d/Psi_e_1dについて、特定の条件下で計算結果がnaではなく0になる不具合を修正しました。

バージョン2.0.10 （2021年11月23日リリース）

• コマンドラインインターフェース（CLI）から実行するためのスクリプトファイルに、UseExistingPartialChargesオプションを追加しました。
• MDLファイル/MOL2ファイルから入力された分子に対するImplicit Hydrogensの付加を行うか行わないかのオプションを追加しました。
• 外部変数のインポートをSMILESファイルからも行えるようにしました。
• 個々の分子が表示されるチャート（棒グラフ、散布図、PCAプロット、t-SNEプロット）に於いて、分子にカーソルをあてると分子の2D描画や座標情報などを表示するようにしました。
• Gaussianによって生成されたSybylファイルをインポートする際の不具合を修正しました。
• macOSに於けるフィンガープリント計算のパラメータUIを修正しました。
• macOSに於けるconfigディレクトリの問題を修正しました。
• ヘルプドキュメントの検索機能を修正しました。

バージョン2.0.8（2021年7月6日リリース）

• alvaDescGUIで記述子を保存する際、オプションで化学式を出力させる機能の不具合を修正しました。
•  KNIME使用又は”–threads=1”を使用する際のラジカル数の計算を修正しました。この修正はcharge descriptorsのように部分電荷を使用する記述子に於いて、”S(=O)(=O)(OC)[O]”のようなラジカルの計算を必要とする分子をSMILES、HyperChem若しくはCMLフォーマットで入力した際の記述子計算にのみ影響します。

バージョン2.0.6（2021年3月31日リリース）

• バージョン2.0.4アップデートに伴って生じたKNIMEでの実行に影響する標準入力使用に関するバグを修正
• 計算オプションの”Use Existing Partial Charges”チェックボックス使用時のバグを修正（部分電荷を使用する記述子に影響が出る可能性）

バージョン2.0.4（2021年3月25日リリース）

• PubChem検索を改善（full structure, similarity, substructure, superstructure）
• フィルターをかけた後の分子記述子保存に関するバグを修正
• macOSとLinuxに於いて何千ものファイルをロードしようとするときのエラーを修正
• Topological indicesブロックの中のXu indexの計算を修正
• 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）
• WindowsでMACCS166を保存する際のエラーメッセージを修正（エラーメッセージが常時表示される不具合を解消）
• macOSで$PATH設定を使用した場合の動作異常を修正
• Linux GUIでの’Save filtered molecules’の視認性を改善

バージョン2.0.2（2020年12月14日リリース）

• alvaDescプロジェクトをドラッグアンドドロップで開くことが可能
• alvaDescプロジェクト読み込み時間の改善
• 分子グリッド内にGreater than or equal to…とLess than or equal to…フィルタを追加
• 分子グリッドフィルタが考慮する小数点以下の桁数の設定
• t-SNEアルゴリズムの進捗表示
• トポロジカル章内のdistance basedとpath/walkの記述内容の修正
• 2次元座標のみのSDF分子で計算される際にスケルトン3D記述子をnaに設定
• 別グループのグリッド列でのフィルター使用の修正

バージョン2.0.0（2020年11月3日リリース）

• ソートとフィルタリング機能を持つスプレッドシートを用いて記述子を探索可能
• PCAデータをタブ区切りテキストファイルにエクスポート可能
• 次元削減のために、PCAに加えて、t-SNEアルゴリズムを使用可能
• すべてのチャートで、分子選択に’Lasso selection’ を使用可能
• 多くの3次元記述子（例、3D Atom Pairs）は、分子骨格上にのみ3次元座標を有する（すなわち、H原子の3次元座標を有しない）分子で計算可能
• 必要に応じて、Gasteigerの “Partial Equalization of Orbital Electronegativity” (PEOE)を用いて部分電荷を計算可能
• 300以上の記述子が追加されています。詳しくは、こちら（Alvascience社サイト）を参照ください。
  • Constitutional descriptors:
    • number of aromatic atoms (nAA)
    • number of sp3 hybridized carbons/total carbon count (Fsp3)
  • Ring descriptors:
    • number of spiro atoms (nSpiro)
    • number of bridgehead atoms (nBridgeHead)
    • aromatic proportion (AP)
  • Information indices: Bertz complexity index (BertzCT)
  • 2D matrix-based descriptors on Laplace matrix: algebraic connectivity (also known as Fiedler value or Fiedler eigenvalue)
  • P_VSA-like descriptors on partial charges
  • ETA indices: eta composite index for reference alkane (Eta_R) and eta local composite index for reference alkane (Eta_LR)
  • 3D matrix-based descriptors on Coulomb matrix
  • Atom-type E-state indices: E-state minimum and E-state maximum
  • Molecular properties:
    • Wildmann-Crippen molar refractivity (MR99) and consensus molar refractivity
    • Wildmann-Crippen octanol-water partition coefficient (LOGP99) and consensus LogP
    • ESOL: Estimated SOLubility (logS) for aqueous solubility
    • Synthetic Accessibility score (SAscore)
    • Plane of best fit (PBF)
  • Drug-like indices: Quantitative Estimation of Drug-likeness (QED)
  • WHALES descriptors https://doi.org/10.1038/s42004-018-0059-2
  • MDE descriptors https://doi.org/10.1021/ci970109z
  • Chirality descriptors https://doi.org/10.1002/cmdc.201700798

バージョン1.0.22（2020年8月22日リリース）

• 軽微な変更と不具合の修正が行われました。

バージョン1.0.20（2020年4月20日リリース）

• 軽微な変更と不具合の修正が行われました。

バージョン1.0.18（2020年3月4日リリース）

• 外部変数のインポートダイアログにText qualifierのフィールドが追加されました。これにより、外部変数をインポートするためのCSVファイルやテキストファイル中にカンマなどの区切り文字を含んだ文字列がある場合などでも、Text qualifierで[ ” ]が設定されていれば（デフォルト）元の文字列が優先され読み込まれるようになりました。
• ヘッダーがついたままのSMILESフォーマットファイルを読み込むことができるようになりました。

バージョン1.0.16（2019年12月10日リリース）

• 外部変数のインポートができるようになりました。テキストファイルまたはCSVファイル形式でファイルメニューからインポートすることにより、相関分析、主成分析、チャート表示に於いて外部変数を使用することができます。
• 設定／オプションメニューに於ける大員環化合物計算時の制約条件について、表記ならびにヘルプの記述を変更しました。（※ ヘルプドキュメントに4.3 Complex moleculesという項目ができました。）
• 極めて多数の分子を入力し計算させる際のメモリー使用を削減しました。

バージョン1.0.14（2019年9月16日リリース）

• Viewメニューの中に “Use coordinates from file” が追加されました。これにより原子座標情報がある場合、その情報を使った分子構造の可視化ができるようになりました。
• MDLファイルに対する形式電荷の検出が改善されました。
• 誤ったSMILESデータの識別機能が改善されました。
• 水素の連鎖によって構成される分子の描画が改善されました。
• メイン画面のサイズと位置が保持されるようになりました。
• チャート上で複数選択した際のパフォーマンスが改善されました。
• alvaDescCLIのコンフィグファイルのハンドリングが改善されました。
• ヘテロ芳香族に対する一部の記述子計算（Eta_epsi_4, Eta_D_epsiB, Eta_D_epsiC）が修正されました。
• CLIを使用した際のMACCS 166フィンガープリントのエクスポートが修正されました。

バージョン1.0.12（2019年7月5日リリース）

• 記述子／フィンガープリント計算において、計算させた記述子に基づき実行した分析結果から特定の分子をチャート上で選択（フィルター）した場合，選択（フィルター）された分子の計算結果だけを保存することができるようになりました。
• 記述子選択が改善されました。

  記述子計算の際にフィルターを使い記述子選択をすると、記述子名だけでなく詳細（description）も検索され、選択された記述子の内容が表示されるようになりました。

• 計算オプションで “Maximum number of smallest rings for circuit calculation”が指定できるようになりました。（デフォルト値は40）
• MACCS 166フィンガープリント計算結果の保存が計算結果画面からできるようになりました。

  ※ 1.0.8まではFileメニューの中にMACCS 166保存メニューがありました

 

動作環境

対応OS

• 64-bit Windows (7 、8.1、10)
• 64-bit Mac OS  (10.12 以降)
• 64-bit Linux (Ubuntu、Fedora で検証)

※ 上記は開発元にて動作検証が行われている環境になります。記載のない環境については、評価ライセンス等で事前に動作確認されることをお勧めします。

※使用コンピュータ変更等の理由により、ライセンスファイルの再発行をご希望の方は、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。

 

ライセンス形態

alvaDesc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。

 

企業向け一般ライセンス（商用）

企業向け一般ライセンスは、年間（rent）ライセンスのご提供となります。

• Singleライセンス
  • 1台のコンピュータのみにインストールできます。
• Siteライセンス
  • 特定の研究サイト内のどのコンピュータに何台でもインストールできます。

 

アカデミックライセンス（教育用）

アカデミックライセンスは、公共の知的財産となる研究を行っている大学等の研究機関に提供され、いかなる営利目的の利用も禁じられております。アカデミックライセンスは永久（Permanent）ライセンスのみで、ご購入後1年間は無償でマイナーアップデートが可能、メジャーアップデートは有償でのご提供となります。3台のPCにインストールしてご利用いただけます。

 

リモートアクセス（遠隔利用）について

alvaDescのインストールされたコンピュータにリモートアクセスし、ソフトウェアを使用する場合、Singleライセンスではなく、Siteライセンスをご契約いただく必要があります。また、遠隔利用者の所在地が異なる場合は、その所在地でもSiteライセンスをご契約いただく必要があります。例えば、ある組織の東京事業所でSiteライセンスを導入いただいた場合、東京事業素に所属される方は、直接・遠隔利用いただけますが、同一組織でも、大阪事業所など異なる事業所に所属される方がご利用になられる場合、そちらの事業所でも別途Siteライセンスをご契約いただく必要があります。複数Siteライセンスの場合、ボリュームディスカウントもございます。詳細につきましては、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。

 

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

alvaDesc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）と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。

 

企業向け一般ライセンス（商用）

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FAQ

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