KR20000004909A - Computational method designing chemical structures having funtional characteristics - Google Patents

Computational method designing chemical structures having funtional characteristics

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KR20000004909A
KR20000004909A KR1019980707454A KR19980707454A KR20000004909A KR 20000004909 A KR20000004909 A KR 20000004909A KR 1019980707454 A KR1019980707454 A KR 1019980707454A KR 19980707454 A KR19980707454 A KR 19980707454A KR 20000004909 A KR20000004909 A KR 20000004909A
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조나단 엠. 슈미트
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브루스 아처볼드
구엘프 대학교
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length

Abstract

PURPOSE: Computational method is to design chemical structures having common functional proprieties based on specific combinations of steric and binding affinity. CONSTITUTION: Computational process produces stimulated receptors which resembles biological receptors. The stimulated receptors are designed to exhibit optimized selective affinity for chemical structures are then generated and evolved to exhibit selective affinity for the stimulated receptors.

Description

공통의 기능특성을 갖는 화학구조를 컴퓨터로 설계하는 방법Computer designed design of chemical structures with common functional characteristics

생수용체는 아미노산 또는 뉴클레오티드의 선형중합체로서, 기질과의 결합을 위해 3차원의 엔벨롭(envelope) 구조를 형성한다. 이와 같은 선형배열의 특이적 3차원 구조 및 엔벨롭 표면상의 전하위치배치는 기능효율에 근거한 진화론적 선택의 결과이다.Bioreceptors are linear polymers of amino acids or nucleotides that form a three-dimensional envelope structure for binding to a substrate. The specific three-dimensional structure of such linear arrays and the placement of charges on the envelope surface are the result of evolutionary selection based on functional efficiency.

생수용체의 선택도는 수용체와 기질사이에 생성된 인력 및 반발력의 강도차에 좌우된다. 이와 같은 인력과 반발력의 크기는 기질표면과 수용체표면상 하전된 위치들의 크기와 근접도에 따라 일부분 달라진다.The selectivity of the bioreceptor depends on the difference in intensity of attraction and repulsion produced between the receptor and the substrate. The magnitude of this attraction and repulsion depends in part on the size and proximity of the charged sites on the substrate surface and the receptor surface.

기질들은 이들 표면상에 존재하거나 유도된 하전위치의 수와 크기는 물론 이와 같은 위치의 공간배열면에서 모두 다르기 때문에, 결합친화력은 기질의 구조에 따라 다양한 양상을 보일 수 있다.Since the substrates differ both in terms of the number and size of charge sites present or induced on these surfaces, as well as in the spatial arrangement of such positions, the binding affinity can be varied depending on the structure of the substrate.

동일수용체에 대해 유사한 결합친화력을 나타내는 기질들은 유도 및 고정하전위치중 최소한 일부분의 공통공간배열을 공유할 가능성이 높다.Substrates that exhibit similar binding affinity for the same receptor are likely to share a common spatial arrangement of at least some of the induced and fixed charge positions.

수용체의 기능이 결합친화력과 상관관계가 있다면 유사결합친화력을 갖는 기질들도 그 효율면에서 기능상 유사할 것이다.If the function of the receptor correlates with the binding affinity, the substrates with similar binding affinity will be functionally similar in their efficiency.

이와 같은 점에서 수용체들은 기질들간의 유사성을 인식 또는 정량화한다고 말할 수 있다.In this sense, it can be said that the receptors recognize or quantify the similarity between substrates.

수용체에 대한 선택적 결합친화력에 대하여 신규의 화학화합물 또는 기질을 확인 또는 발견하기 위한 통상적 분자확인방법은 활성기질들의 분자공통서브도표(subgraph)를 발견하고 이를 이용하여 신규의 유사화합물을 예견하는데 근거한다.Conventional molecular identification methods for identifying or discovering new chemical compounds or substrates for selective binding affinity to receptors are based on the discovery of molecular common subgraphs of active substrates and using them to predict new analogous compounds. .

이 방법의 결점은 유사결합효율을 나타내는 기질들이 유사한 구조를 갖는다고 가정하는데 있다.The drawback of this method is that the substrates exhibiting similar binding efficiencies have similar structures.

많은 경우에 있어 구조상 유사하지 않은 기질들도 동일수용체에 대하여 유사한 결합친화력을 나타낼 수 있다.In many cases, structurally dissimilar substrates may exhibit similar binding affinity for the same receptor.

정량 구조-활성관계 (QSAR)에 기초한 보다 최근의 기술들은 동일구조유형내의 신규화합물을 개발하는데만 적합하며 원하는 선택친화력을 나타내는 신규의 분자구조개발에는 대부분 부적합하다. [참조: 예컨대, 딘, 필립 M.의 "분자 확인: 리간드-수용체 상호관계의 분자 유사성 측정 및 연구", 분자 유사성의 개념 및 응용, 에드 마크 A. 제이슨 및 제랄드 M. 매기오라, pp. 211-238 (1990)].More recent techniques based on quantitative structure-activity relationships (QSAR) are only suitable for developing new compounds within the same structural type and are mostly unsuitable for developing new molecular structures that exhibit the desired affinity for selection. [See, eg, Dean, Philip M. "Molecular Identification: Determination and Study of Molecular Similarity of Ligand-Receptor Interactions", Concepts and Applications of Molecular Similarity, Ed Mark A. Jason and Gerald M. Maggiora, pp. 211-238 (1990).

최근에는 원자 및 관능기들이 연결돼있는 가수용체(pseudoreceptor), 또는 원자나 관능기의 비결합 세트들로 구성된 미니수용체의 원자모델을 설계하는데 많은 노력이 기울어져 왔다. [참조: 스나이더, J.P. (1993), 약 제조시의 3D QSAR: 이론, 방법 및 응용; 커비나이, H. 에드; 에스컴, 라이덴, p.336).Recently, a great deal of effort has been devoted to designing atomic models of minireceptors composed of pseudoreceptors, which are connected to atoms and functional groups, or non-bonded sets of atoms or functional groups. [See: Snyder, J.P. (1993), 3D QSAR in Drug Preparation: Theory, Methods, and Applications; Kirbinai, H. Ed; Escum, Leiden, p.336).

이와 관련된 방법으로, 공지의 표적리간드를 다수의 모델원자로 둘러싸고, 리간드와 수용체모델간에 생성된 분자간 인력을 계산하는 방법이 있다. 이 모델은 계산된 결합 에너지 및 생물학적 활성간에 높은 상관관계를 나타내지만 [참조: 월터스, D.E. 및 힌즈, R.M. (1994) J. Medic. Chem. 37: 2527], 수용체 모델에 대한 선택적 친화력을 갖는 신규 화학구조의 생산을 가능케 할 단계로는 발달되지 못하였다.As a related method, there is a method of enclosing a known target ligand with a plurality of model atoms and calculating an intermolecular attraction generated between a ligand and a receptor model. This model shows a high correlation between the calculated binding energy and the biological activity, but Walters, D.E. And Hinds, R.M. (1994) J. Medic. Chem. 37: 2527], which has not evolved to allow the production of new chemical structures with selective affinity for receptor models.

그러므로, 상이한 화학구조들간의 공통 성질의 원인이 되는데 필요하고도 충분한 (이하, "필요/충분" 이라고도 칭함) 평범하지 않은 유사성을 확인하는 방법을 제공하는 것이 유익할 것이다. 이와 같은 방법은 입체원자배열 및 결합친화력의 특이적 조합에 근거한 유용기능성질의 신규 화학구조를 만드는 기초로 사용될 수 있다.Therefore, it would be beneficial to provide a method for identifying unusual similarities that are necessary and sufficient (hereinafter also referred to as "necessity / sufficiency") to cause common properties between different chemical structures. Such a method can be used as a basis for creating a novel chemical structure of useful functional properties based on specific combinations of steric atom alignment and binding affinity.

[발명의 요약][Summary of invention]

본 발명은 상이한 화학구조들간의 공통기능성질의 원인이 되는데 필요/충분한 평범치 않은 유사성을 확인하는 방법을 제공한다. 또한 본 발명은 유사한 기능 성질을 나타내는 신규 화학구조를 생성시키는 방법을 제공한다.The present invention provides a method for identifying unusual / sufficient similarities necessary for causing common functionality between different chemical structures. The present invention also provides a method for producing novel chemical structures exhibiting similar functional properties.

본 발명의 기본 개념은 입체배열 및 결합친화력의 특이적 조합에 근거하여 유용한 기능 성질의 화학구조를 도안 또는 발견하기 위해 2단계 컴퓨터공정을 사용하는데 있다.The basic idea of the present invention is to use a two-step computer process to design or discover chemical structures of useful functional properties based on specific combinations of conformation and binding affinity.

이와 같은 공정의 첫 단계에선 항체형성의 연산에뮬레이션(emulation)을 이용하여 선택된 표적기질에 대해 최적의 결합친화력을 갖는 생수용체와 유사한 컴퓨터시뮬레이션 수용체의 한 개체군을 생성시킨다.In the first step of this process, emulation of antibody formation is used to generate a population of computer simulated receptors similar to bioreceptors with optimal binding affinity for a selected target substrate.

이 공정의 두 번째 단계에선 시뮬레이션 또는 가상수용체를 이용하여 기존 화합물의 결합친화력을 평가하거나 최적의 결합력을 갖는 신규의 기질을 도안한다.In the second step of the process, simulation or virtual receptors are used to evaluate the binding affinity of existing compounds or to design new substrates with optimal binding power.

본 발명의 방법은 결합선택성을 최적화시키는 진화론적 공정을 포함하여 생수용체의 선택된 특색을 모방하는 시뮬레이션 수용체를 제공해 준다.The method of the present invention provides a simulated receptor that mimics selected features of the bioreceptor, including evolutionary processes that optimize binding selectivity.

본 발명에 의해 생성된 모의(模擬) 또는 시뮬레이션 수용체는 분자간의 특이적 유사성을 확인하는데 사용될 수 있다. 항체 및 기타 생수용체들과 마찬가지로, 본 발명에 따라 생성된 시뮬레이션 수용체는 발췌메카니즘을 특색으로 한다. 즉, 이들은 표적기질들의 공통적 또는 유사한 구조상의 특색을 동정 또는 확인하는데 사용될 수 있다.Simulated or simulated receptors produced by the present invention can be used to confirm specific similarities between molecules. Like antibodies and other bioreceptors, simulated receptors produced in accordance with the present invention feature an excerpting mechanism. That is, they can be used to identify or identify common or similar structural features of target substrates.

수용체와 표적기질들간의 결합친화력은 특색확인의 계량단위로 사용된다. 표적기질들은 특정 시뮬레이션 수용체와의 결합친화력에 근거하여 정량적으로 분류될 수 있다. 특이적 구조상의 특색을 공유하는 화합물들은 동일한 가상수용체에 대해 유사한 결합친화력을 공유할 것이다.The binding affinity between the receptor and the target substrate is used as a measure of characterization. Target substrates can be quantitatively classified based on binding affinity with specific simulated receptors. Compounds that share specific structural features will share similar binding affinity for the same virtual receptor.

생수용체와 기질간의 결합친화력은 근접수용체 및 기질표면간에 입체적으로 잘 들어맞는 정도 (이하 "접합도"라 칭함), 두 표면의 비극성지역간 수분배척정도 및 인근 하전위치들간에 발생된 정전기의 강도에 의해 측정된다. 몇몇 경우에 있어선 기질과 수용체간의 공유결합형성이 결합친화력에 기여할 수도 있다.The binding affinity between the bioreceptor and the substrate depends on the degree of conformation that fits well between the proximity receptor and the substrate surface (hereinafter referred to as "bonding"), the degree of water rejection between the nonpolar regions of the two surfaces, and the strength of static electricity generated between adjacent charge sites. Is measured. In some cases, covalent formation between the substrate and the receptor may contribute to binding affinity.

이 방법에 따라 생성된 시뮬레이션 수용체들은 이들과 상대되는 생수용체의 결합메카니즘을 모방한다. 수용체와 표적표면의 평균근접도 및 양표면의 하전위치간에 형성된 정전기인력의 강도를 이용하여 결합친화력값을 계산한다. 그 결과 얻어진 결합친화력값을 이용하여 기질분자의 유사성을 평가할 수 있다.Simulation receptors generated according to this method mimic the binding mechanisms of the bioreceptors relative to them. The binding affinity value is calculated using the strength of the electrostatic attraction formed between the average proximity of the receptor and the target surface and the charged positions of both surfaces. The resulting binding affinity can be used to evaluate the similarity of substrate molecules.

결합친화력은 총체적으로 측정될 수 있다. 즉, 결합친화력은 기질의 전표면과 기질을 완전히 둘러싸는 폐쇄수용체 또는 수용체엔벨롭간의 상호작용에 따라 좌우될 수 있다. 이 경우 기질간의 총체적 유사성분석은 유용 정량구조-활성관계를 전개시키는 기초로서 적합하다.Binding affinity can be measured collectively. That is, the binding affinity may depend on the interaction between the entire surface of the substrate and the closed receptor or receptor envelope that completely surrounds the substrate. In this case, the overall similarity analysis between substrates is suitable as a basis for developing a useful quantitative structure-activity relationship.

그러나 대다수의 생물학적 시스템에서는 친화력이 총체적보다는 국부적으로 측정된다. 기질분자와 생수용체간의 상호작용은 기질표면과 수용체의 분리단편들(fragments)간의 접촉에 국한되는 것이 보통이다. 이와 같은 상황에서는 기질들의 단편만이 결합친화력생성에 직접 관여하는 까닭에, 구조-활성관계를 전개시키는 방법으로 기질들간 총체적 유사성을 분석하는 것은 적합치 않다.However, in most biological systems, affinity is measured locally rather than overall. The interaction between substrate molecules and bioreceptors is usually limited to the contact between the substrate surface and fragments of the receptor. In this situation, since only fragments of substrates are directly involved in binding affinity generation, it is not appropriate to analyze the overall similarity between the substrates as a way to develop a structure-activity relationship.

국소적으로 구사한 구조들은 유사한 상대적 위치 및 배향에서 유사한 구조적 단편을 공유한다. 국소적으로 유사한 구조들이 항상 총체적으로 유사한 것은 아니다. 분자성질의 표본추출은 총체적 유사성평가를 포함하는 전반표본추출; 국소적 유사성평가를 포함하는 단편표본추출; 그리고 국소 및 총체적 유사성 모두를 평가하는 다중단편 표본추출전략에 의하여 달성될 수 있다.Locally spoken structures share similar structural fragments in similar relative positions and orientations. Locally similar structures are not always totally similar. Sampling of molecular properties includes full sampling, including assessment of total similarity; Fragment sampling, including local similarity assessment; And multiple fragment sampling strategies that evaluate both local and global similarities.

국소적 유사성의 분석은 유사한 구조와 전하분포도에 대해 기질의 별개부위들을 표본추출하는 방법에 의존하고 있다. 생수용체의 경우 국소적 표본추출은 인접한 기질 및 수용체표면의 불규칙한 요철부위로 인해 야기된다.Local similarity analysis relies on sampling the discrete regions of the substrate for similar structures and charge distributions. In the case of bioreceptors, local sampling is caused by irregular irregularities on adjacent substrates and receptor surfaces.

결합친화력 측정시 가깝게 마주하는 표면들간의 상호작용은 보다 더 떨어져 있는 부위들간의 상호작용보다 우세성을 나타낼 것이다. 인접 표면들간의 근접성은 소수성(疏水性) 결합의 강도를 결정해주기도 한다. 본 방법에 따라 생성된 효과적인 시뮬레이션 수용체는 화합물들간의 기능상 관련된 유사성의 평가를 위하여 표적 기질(분자)의 별개 국소표본추출을 이용해야 한다.In binding affinity measurements, the interactions between closely facing surfaces will prevail over the interactions between more distant sites. Proximity between adjacent surfaces also determines the strength of hydrophobic bonds. Effective simulation receptors produced according to the present method should utilize separate local sampling of the target substrate (molecule) to assess functionally related similarities between compounds.

국소유사성분석은 다음과 같은 요인으로 인해 복잡한 양상을 보인다. 즉, 1) 특이적 결합친화력에 필요/충분한 관련 단편의 수, 위치 및 정체는 단순히 기질의 화학구조로부터 추론함으로써 알 수 있는 것이 아니며; 2) 표본추출된 단편의 위치 및 배향은 전체구조의 기저구조에 좌우된다.Local similarity analysis is complicated by the following factors. That is, 1) the number, location, and identity of relevant fragments necessary / sufficient for specific binding affinity are not known by simply inferring from the chemical structure of the substrate; 2) The location and orientation of the sampled fragments depend on the underlying structure of the overall structure.

본 방법의 한가지 특색인 화학 기질들간의 유사성 구분능력을 가진 시뮬레이션 수용체의 생성방법은 본질적으로 공간내 관련 위치에서 기질들의 관련단편을 표본추출하는 수용체를 찾아내는 것이다. 최적화공정은 시뮬레이션 수용체의 다음과 같은 4가지 특색에 의존한다.One feature of the method is the creation of a simulated receptor that has the ability to distinguish between similarities between chemical substrates, essentially finding a receptor that samples relevant fragments of substrates at relevant locations in space. The optimization process depends on four features of the simulation receptor:

1) 일반성: 수용체가 1개 이상의 기질과 결합할 수 있음;1) generality: the receptor can bind to one or more substrates;

2) 특이성: 수용체의 결합친화력이 기질구조에 따라 달라짐;2) specificity: the binding affinity of the receptor depends on the substrate structure;

3) 인색성: 수용체가 소수의 국소적 구조 특색에 근거하여 기질을 구분할 수 있음;3) Phosphoricity: the receptor can distinguish substrates based on a few local structural features;

4) 변이성: 수용체 구조의 변화가 특이적 기질에 대한 결합친화력을 변화시킬 수 있음.4) Mutability: Changes in receptor structure can alter binding affinity for specific substrates.

수용체표현형을 부호스트링(string)으로 표현되는 선형의 유전형형태로 암호화시킴으로써 시뮬레이션 수용체의 구조적 특색의 돌연변이, 재조합 및 유전공정을 수월하게 할 수 있다.By encoding the receptor phenotype into a linear genotype that is represented by a string of strings, it is possible to facilitate mutation, recombination and genetic processing of the structural features of the simulated receptor.

이와 같은 근본적 기준을 충족시키는 시뮬레이션 수용체는 진화론적 선택품종 전략을 이용하여 국소적으로 유사한 기질에 대한 특이적 결합친화력을 갖도록 최적화시킬 수 있다. 이는 변화 또는 돌연변이를 거칠 수 있는 유전형태로 수용체의 공간원자배열과 전하위치분포를 암호화시킴으로써 성취될 수 있다.Simulation receptors that meet these fundamental criteria can be optimized to have specific binding affinity for locally similar substrates using evolutionary selection strategies. This can be accomplished by encoding the spatial atomic arrangement and charge position distribution of the receptor in a genetic form that can undergo changes or mutations.

생수용체들과 마찬가지로, 본 방법에 따라 생성된 시뮬레이션 수용체는 3차원의 독점공간을 차지한다. 이와 같은 3차원 공간은 충분한 길이 및 비틀림의 1차원 경로에 의하여 임의의 분해도로 윤곽을 그릴 수 있다. 아미노산의 선형중합체로 형성된 단백질이 이와 같은 구조의 예이다.Like the bioreceptors, the simulation receptors produced according to the present method occupy a three-dimensional monopoly space. Such a three-dimensional space can be outlined at any exploded view by a one-dimensional path of sufficient length and twist. Proteins formed from linear polymers of amino acids are examples of such structures.

이와 유사하게, 시뮬레이션 수용체의 3차원 구조를 방향전환 지령(turning instructions)을 갖는 선형배열로 암호화시킬 수 있다. 수용체의 암호화된 1차원 형태가 이 수용체의 유전형이다. 결합친화력평가에 사용되는 해독된 형태는 이 수용체의 표현형이다.Similarly, the three-dimensional structure of the simulation receptor can be encoded into a linear array with turning instructions. The encoded one-dimensional form of the receptor is the genotype of this receptor. The translated form used for binding affinity evaluation is the phenotype of this receptor.

최적화공정도중 수용체유전형에 변화(돌연변이)를 가한다. 그후 이러한 변화가 표현형의 결합친화력에 미치는 영향을 평가한다. 바람직한 결합친화력의 표현형을 생성시키는 유전형을 선별한 후, 표현형 선택된 최적화정도가 달성될 때까지 돌연변이 및 선택과정을 반복함으로써 추가변화를 도입한다.Changes (mutations) are made in the receptor genotype during the optimization process. The impact of these changes on the binding affinity of the phenotype is then assessed. After selecting genotypes that produce the desired binding affinity phenotype, additional changes are introduced by repeating the mutation and selection process until the degree of phenotypic selected optimization is achieved.

종래의 유전연산법을 비롯한 각종 진화론적 전략을 사용하여 최적결합특색을 갖는 시뮬레이션 수용체의 개체군을 생성시킬 수 있다.Various evolutionary strategies, including conventional genetic algorithms, can be used to generate populations of simulated receptors with optimal binding features.

본 방법에 따라 생성된 수용체는 시뮬레이션 수용체 제조시 선택기준으로 사용된 표적분자종(種)의 유용한 특이적 성질을 공유하는 신규 화학구조(화합물)를 생성 또는 확인하는데 사용된다.Receptors produced according to the present methods are used to generate or identify novel chemical structures (compounds) that share useful specific properties of the target molecular species used as selection criteria in the preparation of simulation receptors.

수용체와의 상호작용을 선택기준으로 사용함으로써, 수용체와 최적으로 접합되는 신규의 화학구조가 만들어질 수 있다. 이들 구조는 수용체 선택성에 대한 필요/충분요건을 충족시켜야 하기 때문에 이들은 본래의 분자표적들과 유사한 생물학적 활성을 나타낼 가능성이 높다.By using the interaction with the receptor as a selection criterion, new chemical structures can be created that optimally conjugate with the receptor. Because these structures must meet the needs / sufficient requirements for receptor selectivity, they are likely to exhibit biological activity similar to the original molecular targets.

향상된 선택성의 시뮬레이션 수용체 개체군은 이와 같은 유용한 성질들을 공유할 수 있는 고친화력의 화합물을 기존의 화학구조에서 선별해내는데 사용될 수도 있다. 이 방법은 또한 선택된 독성 또는 면역특성을 가진 화합물의 선별에도 사용될 수 있다.Simulated receptor populations of enhanced selectivity can also be used to screen high-affinity compounds from existing chemical structures that can share these useful properties. This method can also be used for the selection of compounds with selected toxic or immunogenic properties.

본 발명의 한가지 특색에 따라, 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하기 위하여According to one aspect of the invention, to design a computer-based chemical structure having a preselected functional feature

(가) 선형부호서열로 암호화된 시뮬레이션 수용체표현형의 물리적 모델을 제조하고, 한가지 이상의 정량가능한 기능특색을 공유하는 일련의 표적분자들을 제공하는 단계와;(A) preparing a physical model of a simulated receptor phenotype encoded by a linear coding sequence and providing a series of target molecules that share one or more quantifiable functional features;

(나) 각 표적분자에 대해서(B) for each target molecule

(i) 유효친화력계산을 이용하여, 여러가지 배향중 각각의 배향에 대한 표적분자와 수용체사이의 친화력을 계산하고;(i) calculating the affinity between the target molecule and the receptor for each of the various orientations using the effective affinity calculation;

(ii) 계산된 친화력을 모두 합하여 총합친화력을 계산하고;(ii) adding up the calculated affinity to calculate the total affinity;

(iii) 최대친화력을 확인하는 단계와;(iii) confirming maximum affinity;

(다) 계산된 총합친화력 및 최대친화력을 사용하여(C) using the calculated total affinity and maximum affinity;

(i) 최대친화력과 정량가능한 기능특색간의 최대친화력상관계수를 계산하고;(i) calculating the maximum affinity correlation coefficient between the maximum affinity and the quantifiable functional feature;

(ii) 총합친화력과 정량가능한 기능특색간의 총합친화력상관계수를 계산하는 단계와;(ii) calculating a total affinity correlation coefficient between the total affinity and the quantifiable functional feature;

(라) 최대상관계수 및 총합상관계수를 이용하여 접합계수를 계산하는 단계와;(D) calculating a joint coefficient using the maximum correlation coefficient and the total sum correlation coefficient;

(마) 미리 선택된 접합계수를 갖는 수용체 개체군이 얻어질 때까지 수용체 구조를 변화시키고 상기 단계 (나)∼(라)를 반복하는 단계와;(E) changing the receptor structure and repeating steps (b) to (d) until a receptor population having a preselected conjugation coefficient is obtained;

(바) 분자상의 선형부호서열로 암호화된 화학구조의 물리적 모델을 제공하고, 상기 유효친화력계산을 이용, 여러 배향중 각각의 배향에 대해 화학구조와 각 수용체사이의 친화력을 계산하고, 계산된 친화력을 이용하여 친화력접합점수를 계산하는 단계와;(F) providing a physical model of a chemical structure encoded by a linear linear sequence of molecules, using the above effective affinity calculations, calculating the affinity between the chemical structure and each receptor for each of the various orientations, and calculating the calculated affinity. Calculating an affinity junction score using;

(사) 상기 화학구조를 변화시켜 화학구조변이체를 생성시키고 단계 (바)를 반복하는 단계와;(G) changing the chemical structure to generate chemical structural variants and repeating step (f);

(아) 친화력점수가 미리 선택된 친화력점수에 가까운 화학구조변이체를 선택하여 추가변화를 가하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.(H) A method comprising the step of selecting a chemical structural variant whose affinity score is close to a preselected affinity score and adding an additional change is provided.

본 발명의 다른 특색에 따라According to another feature of the invention

(가) 공간점유 및 전하를 암호화하는 수용체 선형부호서열을 생성시킴으로써 시뮬레이션 수용체유전형을 제조하는 단계와;(A) preparing a simulated receptor genotype by generating receptor linear coding sequences encoding space occupancy and charge;

(나) 상기 유전형을 해독하여 수용체표현형을 생성시키고, 선택된 기능특색을 갖는 한개 이상의 표적분자를 제공하고, 유효친화력계산을 이용하여, 여러가지 배향에 대한 각 표적분자와 수용체사이의 친화력을 계산하고, 각 표적분자와 수용체사이의 총합 및 최대친화력을 계산하고, 표적분자의 상기 기능특색 대(對) 총합친화력에 대한 총합친화력상관계수 및 상기 기능특색 대(對) 최대친화력에 대한 최대친화력상관계수를 계산하고, 상기 총합 및 최대친화력상관계수에 근거하여 접합 계수를 계산하는 단계와;(B) deciphering the genotype to generate a receptor phenotype, providing one or more target molecules with the selected functional feature, and using affinity calculations to calculate the affinity between each target molecule and receptor for various orientations, Calculate the total and maximum affinity between each target molecule and the receptor, and calculate the total affinity correlation coefficient for the functional feature versus the total affinity of the target molecule and the maximum affinity correlation coefficient for the functional feature versus the maximum affinity. Calculating a joint coefficient based on the sum and the maximum affinity correlation coefficient;

(다) 수용체유전형을 돌연변이화시키고 상기 단계 (나)를 반복한 후, 향상된 접합계수를 나타내는 수용체를 선정하여 미리 선택된 접합계수를 갖는 수용체개체군이 얻어질 때까지 돌연변이화시키는 단계와;(C) mutating the receptor genotype and repeating step (b), selecting a receptor that exhibits an improved conjugation coefficient and mutating it until a group of receptors having a preselected conjugation coefficient is obtained;

(라) 상기 유효친화력계산을 이용, 여러 배향에 대한 각 수용체와 선별대상 화학구조간의 친화력을 계산하고, 화합물과 각 수용체간의 총합 및 최대친화력을 계산한 후 상기 총합 및 최대친화력중 한가지 이상을 상기 한개 이상의 표적 및 상기 수용체 개체군간의 총합 및 최대친화력과 비교하여 친화력접합점수를 계산하고, 상기 비교치를 상기 한가지 이상의 표적분자에 대한 상기 화학구조의 기능활성 수준의 지침으로 사용하는 단계를 포함하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조의 선별방법이 제공된다.(D) Calculate the affinity between each receptor for the various orientations and the chemical structure to be selected for the various orientations using the effective affinity calculation, calculate the total and maximum affinity between the compound and each receptor, and then determine one or more of the total and maximum affinity. Computing affinity junction scores by comparing the total and maximal affinity between one or more targets and the receptor population, and using the comparisons as a guide for the level of functional activity of the chemical structure for the one or more target molecules. A method for screening chemical structures with functional features is provided.

본 발명의 또 다른 특색에 따라 유사한 기능특색을 갖는 화합물에 대해 선택적 친화력을 나타내는 생수용체와 유사한 시뮬레이션 수용체를 설계하기 위한In accordance with another aspect of the present invention for designing a simulated receptor similar to a bioreceptor that exhibits selective affinity for compounds with similar functional features.

(가) 공간점유 및 전하를 암호화하는 수용체 선형부호서열을 생성시킴으로써 시뮬레이션 수용체유전형을 제조하는 단계와;(A) preparing a simulated receptor genotype by generating receptor linear coding sequences encoding space occupancy and charge;

(나) 상기 유전형을 해독하여 수용체표현형을 생성시키고, 유사한 기능특색을 공유하는 일련의 표적분자를 제공하고, 유효친화력계산을 이용하여, 여러가지 배향에 대한 각 표적분자와 수용체사이의 친화력을 계산하고, 각 표적분자와 수용체사이의 총합 및 최대친화력을 계산하고, 각 표적분자에 대해 기능특색 대(對) 총합친화력에 대한 총합친화력상관계수를 계산하고, 각 표적분자에 대해 상기 기능특색 대(對) 최대친화력에 대한 최대친화력상관계수를 계산하고, 각 표적분자에 대해 상기 총합 및 최대친화력상관계수에 근거하여 접합 계수를 계산하는 단계와;(B) deciphering the genotype to generate a phenotype of the receptor, providing a series of target molecules that share similar functional features, and using affinity calculations to calculate the affinity between each target molecule and receptor for various orientations; Calculate the total affinity and maximum affinity between each target molecule and the receptor, calculate the total affinity correlation coefficient for the functional trait versus the total affinity for each target molecule, and calculate the functional trait versus the affinity for each target molecule. Calculating a maximum affinity correlation coefficient for the maximum affinity and calculating a joint coefficient for each target molecule based on the sum and the maximum affinity correlation coefficient;

(다) 상기 유전형을 돌연변이화시키고 상기 단계 (나)를 반복한 후, 향상된 접합계수를 나타내는 수용체를 선정하여 미리 선택된 접합계수를 갖는 수용체개체군이 얻어질 때까지 돌연변이화시키는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.(C) mutagenizing the genotype and repeating step (b), and then selecting a receptor that exhibits an improved conjugation coefficient and mutating it until a population of receptors having a preselected conjugation coefficient is obtained. do.

본 발명의 다른 특색에 따라, 미리 선택된 기능 특성을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하기 위한In accordance with another aspect of the invention, a computer-based design for a chemical structure having preselected functional properties

(가) 수용체의 물리적 모델 및 한가지 이상의 정량가능한 기능특색을 공유하는 일련의 표적분자들을 제공하는 단계와;(A) providing a series of target molecules that share a physical model of the receptor and one or more quantifiable functional features;

(나) 각 표적분자에 대해서(B) for each target molecule

(i) 유효친화력계산을 이용하여, 여러가지 배향중 각각의 배향에 대한 표적분자와 수용체사이의 친화력을 계산하고;(i) calculating the affinity between the target molecule and the receptor for each of the various orientations using the effective affinity calculation;

(ii) 계산된 친화력을 모두 합하여 총합친화력을 계산하고;(ii) adding up the calculated affinity to calculate the total affinity;

(iii) 최대친화력을 확인하는 단계와;(iii) confirming maximum affinity;

(다) 계산된 총합친화력 및 최대친화력을 사용하여(C) using the calculated total affinity and maximum affinity;

(i) 최대친화력과 정량가능한 기능특색간의 최대친화력상관계수를 계산하고;(i) calculating the maximum affinity correlation coefficient between the maximum affinity and the quantifiable functional feature;

(ii) 총합친화력과 정량가능한 기능특색간의 총합친화력상관계수를 계산하는 단계와;(ii) calculating a total affinity correlation coefficient between the total affinity and the quantifiable functional feature;

(라) 최대상관계수 및 총합상관계수를 이용하여 접합계수를 계산하는 단계와;(D) calculating a joint coefficient using the maximum correlation coefficient and the total sum correlation coefficient;

(마) 미리 선택된 접합계수를 갖는 수용체 개체군이 얻어질 때까지 수용체구조를 변화시키고 상기 단계 (나)∼ (라)를 반복하는 단계와;(E) changing the receptor structure and repeating steps (b) to (d) until a receptor population having a preselected conjugation coefficient is obtained;

(바) 화학구조의 물리적 모델을 제공하고, 상기 유효친화력계산을 이용, 여러가지 배향중 각각의 배향에 대해 화학구조와 각 수용체사이의 친화력을 계산하고, 계산된 친화력을 이용하여 친화력접합점수를 계산하는 단계와;(F) Providing a physical model of the chemical structure, calculating the affinity between the chemical structure and each receptor for each of the various orientations using the effective affinity calculation, and calculating the affinity junction score using the calculated affinity. Making a step;

(사) 상기 화학구조를 변화시켜 화학구조변이체를 생성시키고 단계 (바)를 반복하는 단계와;(G) changing the chemical structure to generate chemical structural variants and repeating step (f);

(아) 친화력점수가 미리 선택된 친화력점수에 가까운 화학구조변이체를 선택하여 추가변화를 가하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.(H) A method comprising the step of selecting a chemical structural variant whose affinity score is close to a preselected affinity score and adding an additional change is provided.

본 발명의 기타 특색에 따라, 원자적 구성요소들을 포함하는 화학구조의 암호화방법이 제공된다. 이 방법은 상기 화학구조의 각 원자에 대한 공간점유 및 전하를 암호화하는 선형부호서열을 제공하는 것을 포함한다.In accordance with another aspect of the present invention, a method of encrypting a chemical structure comprising atomic components is provided. This method includes providing a linear sequence of coding for space occupancy and charge for each atom of the chemical structure.

본 발명은 입체적 원자배열 및 결합친화력의 특정조합에 근거한 공통의 유용 기능성질을 공유하는 화학구조들을 컴퓨터로 설계하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 기능상 생물학적 수용체(biological receptors; 이하, "생수용체"라고 약칭함)와 유사한 컴퓨터시뮬레이션(computer-simulated) 수용체를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for computer designing chemical structures that share common useful functional properties based on specific combinations of steric atomic arrangements and binding affinity. More specifically, the present invention relates to methods of making computer-simulated receptors that are similar in function to biological receptors (hereinafter abbreviated as "bioreceptors").

시뮬레이션 수용체를 공지의 표적분자에 대해 최적화된 선택친화력을 갖도록 설계한 후 이들 시뮬레이션 수용체에 선택적 친화력을 갖는 화학구조들을 진화론적 공정에 따라 생성시킨다.The simulated receptors are designed to have an optimized affinity for known target molecules and then chemical structures with selective affinity for these simulated receptors are generated according to evolutionary processes.

본 발명을 하기 도면을 예로 들어 설명하기로 한다:The invention will now be described with reference to the following drawings:

도 1은 유전형 암호창작 및 본 발명의 일부를 이루는 이에 상응되는 표현형 제조를 위한 번역(유전정보 번역)간의 관계를 나타낸 공정도;1 is a process diagram illustrating the relationship between genotyping and translation (genetic information translation) for the production of a corresponding phenotype that forms part of the present invention;

도 2는 본 발명의 일부를 이루는 점돌연변이를 이용하여 수용체를 일련의 기질에 선택적으로 결합하도록 최적화시키는 단계를 개략적으로 나타낸 공정도;2 is a process diagram schematically illustrating the step of optimizing a receptor to selectively bind to a series of substrates using point mutations that form part of the present invention;

도 3은 일련의 화학기질에 대해 최적화된 선택적 결합친화력을 갖는 관련 수용체 개체군을 제조하고 이같이 최적화된 수용체를 이용하여 공통의 기능특색을 갖는 일련의 신규 화학기질을 제조하는 단계들을 개략적으로 나타낸 공정도;FIG. 3 is a process diagram schematically illustrating the steps of preparing a relevant population of receptors with selective binding affinity optimized for a series of chemical substrates and for producing a series of new chemical substrates with common functional features using such optimized receptors. ;

도 4a는 리간드제조예에 관한 실시예에 사용된 몇몇 화학화합물들을 나타낸 도표;4A is a table showing some chemical compounds used in Examples relating to Ligand Preparation Example;

도 4b는 리간드제조 실시예에서 본 발명의 방법에 의해 생성된 리간드 1.1∼1.4를 나타낸 도표(여기서 각 리간드는 구조상 벤즈알데히드와 유사한 한가지 이상의 배향을 갖는다);FIG. 4B is a diagram showing ligands 1.1-1.4 produced by the method of the present invention in the ligand production example, wherein each ligand has one or more orientations similar in structure to benzaldehyde;

도 4c는 모기쫓는 효율(이하 "모기 방충 효율"이라 칭함)을 갖는 화학구조 제작에 관한 리간드 제조 실시예에서 본 발명의 방법에 의해 생성된 리간드 2.1∼2.4를 나타낸 도표.FIG. 4C is a diagram showing ligands 2.1-2.4 produced by the method of the present invention in a ligand preparation example relating to chemical structure fabrication with mosquito repellent efficiency (hereinafter referred to as "mosquito insect repellent efficiency").

본 발명은 하기의 제1부 및 제2부로 나누어 질 수 있다:The invention can be divided into the following first and second parts:

제1부 - 공통의 기능특색을 갖는 화합물들에 대해 선택적 친화력을 갖는 시뮬레이션 수용체 개체군을 진화론적 방법에 따라 생성;Part 1-Generating simulation receptor populations with selective affinity for compounds with common functional features according to evolutionary methods;

제2부 - 공통의 기능특색을 갖는 신규의 화학구조를 생성.Part 2-Create new chemical structures with common functional features.

본 발명의 제1부는 다음과 같은 몇가지 단계들을 포함한다:The first part of the present invention includes several steps as follows:

(1) 수용체유전형 및 표현형을 생성하는 단계;(1) generating receptor genotypes and phenotypes;

(2) 알려진 화학구조(들)을 수용체에 제공하는 단계(이하, "프리젠테이션(presentation)"이라 함);(2) providing a known chemical structure (s) to a receptor (hereinafter referred to as "presentation");

(4) 화학구조(들)에 대한 수용체의 친화력을 평가하는 단계;(4) assessing the affinity of the receptor for chemical structure (s);

(5) 화학구조(들)에 대한 수용체의 선택성을 평가하는 단계;(5) assessing the selectivity of the receptor for the chemical structure (s);

(6) 화학구조(들)에 대해 최적화된 선택적 친화력을 갖는 관련수용체 일군을 확률론적으로 전개시키고; 독성 및 약물학적 활성에 대해 화학기질을 선별하고 최적화된 수용체들을 이용하여 이 수용체들에 대한 선택적 결합친화력을 갖는 신규 화학구조(들)을 고안하는 단계.(6) probabilistically develop a group of related receptors with selective affinity optimized for the chemical structure (s); Screening chemical substrates for toxicity and pharmacological activity and designing new chemical structure (s) with selective binding affinity for these receptors using optimized receptors.

본 발명의 최상 실시형태에 대한 하기 내용에는 분자 및 원자반경, 극성화도(polarizabilities), 유효 양극성값 및 번역상태와 추가요인에 대한 각종 표들이 언급되어 있으며, 그 상세한 값들은 발명의 상세한 설명 마지막 부분의 표 I∼V에서 찾아볼 수 있다.In the following description of the best embodiments of the present invention, various tables of molecular and atomic radius, polarizabilities, effective polarity values and translation states and additional factors are mentioned, which are detailed in the last part of the description. It can be found in Tables I to V.

공정 계산에 대한 비제한적 예를 보여주는 흐름도는 발명의 상세한 설명 뒤에 모듈 1∼14로서 첨부돼있다.Flow diagrams showing non-limiting examples of process calculations are appended as modules 1-14 after the detailed description of the invention.

제1부:공통 기능특색을 공유하는 표적분자에 대해 선택적 친화력을 나타내는 시뮬레이션 수용체 개체군 생성Part 1: Generation of simulated receptor populations with selective affinity for target molecules that share common functional features

(1) 유전형암호 및 수용체표현형 생성(1) Genotyping and Receptor Phenotype Generation

시뮬레이션 수용체유전형과 표현형은 모두 컴퓨터로 고안된 것이다. 시뮬레이션 수용체표현형은 직경이 길이상 원자수소의 반데르발스 반경(110pm)과 동일한 구형(球形)의 부단위들을 갖는 접혀진 비-분지(非-分枝) 중합체들로 구성된다. 부단위들은 각 기본 축선을 갖는 구(球)의 절편에 상응되는 여섯지점 중 어느 두지점에서 서로 연결될 수 있다.Both simulated receptor genotypes and phenotypes are computer designed. Simulation receptor phenotypes consist of folded non-branched polymers with spherical subunits whose diameter is equal to the van der Waals radius (110 pm) of atomic hydrogen in length. The subunits can be connected to each other at any two of the six points corresponding to the intercepts of the spheres with their respective primary axes.

이 실예에서 부단위들간의 연결은 연장 또는 회전될 수 없으며 연결된 두 부단위의 중심은 항상 이들의 측면 길이(즉, 1 수소 반경)과 동일한 길이만큼 떨어져 있다.In this example, the connections between subunits cannot be extended or rotated and the center of the two connected subunits is always equal to their side lengths (ie 1 hydrogen radius).

두 부단위들이 이들 공통 이웃의 맞은쪽 면에 부착돼 있지 않을때 방향전환이 일어난다. 네가지 종류, 즉 좌, 우, 상, 하의 직각방향전환이 가능하다. 방향전환은 기본 축선중 어느 하나와 평행이 되도록 이루어져야 한다. 방향전환이 중합체내 다른 부단위들과의 교차지점에서 일어날 경우에는, 컴퓨터 실행 편의상 부단위들이 다른 부단위들과 동일한 공간을 차지하도록 허용된다.Redirection occurs when two subunits are not attached to opposite sides of these common neighbors. Four types are available: right, left, right, up and down. The turn shall be made parallel to any of the primary axes. When redirection occurs at intersections with other subunits in the polymer, the subunits are allowed to occupy the same space as the other subunits for convenience of computer implementation.

완성된 시뮬레이션 수용체는 1개 또는 그 이상의 별개 중합체들로 구성된다. 여러개의 중합체로 구성된 수용체의 경우 개개의 중합체는 각기 다른 공간지점에 있을 수 있다.The completed simulation receptor consists of one or more distinct polymers. In the case of receptors consisting of several polymers, the individual polymers may be at different space points.

컴퓨터 실행 편의상, 본 실예에서 단일 수용체를 구성하는 모든 중합체들은 동일한 길이(= 부단위들의 수)의 중합체들중에서 선택된다. 이와 같은 제한은 기능상의 요건이 아니며, 길이가 다른 여러가지 중합체들도 특정 시스템 모델설정에 사용될 수 있다.For the convenience of computer implementation, all polymers making up a single receptor in this example are selected from polymers of the same length (= number of subunits). This limitation is not a functional requirement, and different polymers of different lengths can also be used for specific system modeling.

각 중합체의 구조는 순차적 세트의 방향전환지령으로 암호화되어있다. 이 지령은 각 중합체내 첫번째 부단위의 초기 배향을 기준으로 내부 기준 프레임에 대한 개개의 방향전환을 확인해 준다.The structure of each polymer is encoded by a sequential set of redirection commands. This command confirms the individual redirection to the internal reference frame relative to the initial orientation of the first subunit in each polymer.

본 실예에서는 수용체 및 기질의 수화를 직접적으로 다루지 않는 대신, 결합 부위에 존재하는 물분자들이 수용체표면에 영구부착되어 있으며 이 구조의 일체적 부분을 이루는 것으로 가정하기로 한다. 이는 임의의 추산이며, 당업자라면 이를 더욱 정확한 개념으로 다룰 수 있다는 것을 잘 알 수 있을 것이다 (참조: 예컨대, 반 오스, 1995, 분자 면역학 32: 199-211).Instead of directly addressing the hydration of receptors and substrates in this example, it is assumed that the water molecules present at the binding site are permanently attached to the receptor surface and form an integral part of this structure. This is any estimate and it will be appreciated by those skilled in the art that this may be treated as a more accurate concept (see, eg, Van Os, 1995, Molecular Immunology 32: 199-211).

첨부한 도 1을 참조하기로 한다. 이 도면에는 암호창작모듈이 무작위 부호 스트링을 생성시키는 것이 도시되어 있다.Reference is made to FIG. 1. This figure shows that the cryptographic creation module generates a random code string.

각 부호는 가상수용체를 이루는 3차원 형태내 한 지점의 전하특색 또는 반응성을 결정하거나 또는 방향전환지령을 나타낸다. 카티지안(Cartesian) (직사각형) 좌표 프레임 구조를 기본으로 수용체의 3차원 형태를 기술해 주는 스트링을 만들기 위해 최소한 5개의 각기 다른 부호가 필요하다. 다른 프레임 구조, 예컨대 사면체구조들도 다른 세트의 방향전환지령을 이용하여 만들 수 있다. 부호들은 3차원 공간내 가상수용체구조의 현행 경로에 대해 정의된 방향전환지령을 나타내준다 (즉, 지령은 임의의 외부기준 프레임이 아닌, 가상수용체의 고유기준프레임을 칭하는 것임).Each symbol determines a charge characteristic or responsiveness at one point in a three-dimensional form of a virtual receptor or indicates a direction change instruction. At least five different codes are needed to create a string describing the three-dimensional shape of the receptor based on a Cartesian (rectangular) coordinate frame structure. Other frame structures, such as tetrahedral structures, can also be made using different sets of redirection commands. The symbols indicate a redirection instruction defined for the current path of the virtual receptor structure in the three-dimensional space (ie, the instruction refers to the unique reference frame of the virtual receptor, not any external reference frame).

방향전환지령은 중합체의 현행방향 및 배향에 대하여 배정되며, 좌, 우, 상, 하의 방향전환만이 허용된다. 방향전환이 일어나지 않을 경우 중합체는 그 현행 방향으로 계속 진전되거나 종료된다.The redirection command is assigned to the current direction and orientation of the polymer, and only the reversal of left, right, up and down is allowed. If no redirection occurs, the polymer continues to progress or terminate in its current direction.

직사각형시스템의 경우 최소 부호 세트는 다음과 같다:For rectangular systems, the minimum sign set is:

C1=방향전환없음; C2=우회전; C3=좌회전; C4=상회전; C5=하회전.C 1 = no redirection; C 2 = right turn; C 3 = turn left; C 4 = phase rotation; C 5 = turn down.

이와 같은 지령은 대각선방향전환을 위해 조합될 수 있다. 예컨대 A1,2= C1C2; A2,1= C2C1기타 등등.Such commands can be combined for diagonal turning. For example A 1,2 = C 1 C 2 ; A 2,1 = C 2 C 1 and so on.

다른 전하 또는 반응성상태를 결정하는 다른 부호들의 수는 특정제한이 없으며 실험적인 결과에 따라 조정이 가능하다. 암호는 길이(부호의 수) 및 특정부호들이 시리즈에 나타나는 빈도수 면에서 각기 달라질 것이다.The number of different symbols that determine different charge or reactive states is not limited and can be adjusted according to experimental results. Ciphers will vary in terms of length (number of codes) and how often certain codes appear in the series.

(유전형창작의 실시예)Example of Genetic Creation

유전형 암호창작 및 표현형표현에 관한 하기 실시예는 예시적 목적으로 사용될 뿐이라는 것을 당업자라면 잘 알 수 있을 것이다. 본 실시예에는 다음과 같은 규정들이 사용된다:It will be appreciated by those skilled in the art that the following examples of genotyping and phenotyping are used for illustrative purposes only. The following conventions are used in this embodiment:

(1) 암호를 만들기 위해 사용된 부호세트는 방향전환지령을 나타내는 5개 부호 및 전하위치를 확인하는 2개 부호들로 구성된다:(1) The code set used to make the code consists of five symbols representing the redirection command and two symbols identifying the charge location:

"0" = 방향전환없음; "1" = 우회전; "2" = 상회전; "3" = 좌회전; "4" = 하회전; "5"= 양으로 하전된 위치(방향전환없음); "6" = 음으로 하전된 위치(방향전환없음)."0" = no redirection; "1" = right turn; "2" = phase rotation; "3" = left turn; "4" = turn down; "5" = positively charged position (no redirection); "6" = negatively charged position (no turn).

(2) 부단위는 하전 또는 비하전 부단위의 2개 종류로 구분된다. 모든 하전 부단위들은 단일 양전하 또는 음전하를 띠는 것으로 가정한다. 이와 같은 균일한 전하 크기는 임의의 규정이다.(2) Subunits are classified into two types, charged or uncharged. All charged subunits are assumed to have a single positive or negative charge. Such uniform charge size is arbitrary.

(3) 수용체는 15개의 별개 중합체들로 구성된다. 완성된 암호의 길이는 항상 15의 배수이다. 각 중합체의 길이는 총 암호길이를 15로 나눈 값과 동일하다. 수용체는 여러 또는 일정 길이의 별개 중합체들로 구성될 수 있다는 것을 잘 알 수 있을 것이다.(3) The receptor consists of 15 distinct polymers. The length of the completed password is always a multiple of 15. The length of each polymer is equal to the total crypto length divided by 15. It will be appreciated that the receptor may be composed of several polymers of several or a certain length.

(4) 하기 변수들은 사용자에 의해 결정된다: (가) 총 암호길이 (및 중합체 길이); (나) 각 부호가 암호스트링에 나타나는 빈도수; 및 (다) 부호조합 출현횟수.(4) The following variables are determined by the user: (a) total crypto length (and polymer length); (B) the frequency with which each code appears in the encryption string; And (c) occurrences of code combinations.

모듈 1은 유전형 암호창작의 견본을 보여주는 흐름도이다.Module 1 is a flowchart showing a sample of genotyping.

(수용체표현형창작의 실시예)(Example of Receptor Expression Creation)

각 유전형부호는 이에 상응되는 표현형 또는 가상수용체의 3차원 형태가 생성되도록 번역된다. 미리 정의된 출발점으로부터 번역연산법을 이용, 방향전환지령을 수용체 중합체를 이루는 연속 부단위들의 공간내 위치를 나타내는 일련의 좌표 트리플릿(triplet)으로 전환시킨다. 각 중합체에 대한 출발좌표가 번역에 앞서 주어져야 한다. 번역시 연속 부단위들의 중심은 수소원자의 공유결합직경과 동일한 거리만큼 떨어져있다고 가정한다.Each genotype code is translated to produce a three-dimensional form of the corresponding phenotype or virtual receptor. Using a translation algorithm from a predefined starting point, the redirection instruction is converted into a series of coordinate triplets representing the locations in space of the successive subunits that make up the receptor polymer. Starting coordinates for each polymer should be given prior to translation. In translation, it is assumed that the centers of consecutive subunits are separated by the same distance as the covalent diameter of the hydrogen atom.

번역연산은 암호스트링을 연속적으로 해독하여 연속 방향전환 및 일직선 경로부위를 생성시킨다. 외부 좌표시스템에 대한 연속방향전환의 해석은 이전의 방향전환서열에 좌우된다. 수용체를 이루는 각 중합체는 초기 배향이 동일한 것으로 가정한다.The translation operation decodes the cipher string continuously to generate continuous redirection and straight path parts. The interpretation of the continuous redirection to the external coordinate system depends on the previous redirection sequence. Each polymer constituting the acceptor is assumed to have the same initial orientation.

본 실시예의 번역연산은 입력 및 출력 상태를 보여주는 표 1에 기술돼 있다. 방향전환이 없을 경우 Δx, Δy, Δz에 대한 가장 최근의 값 및 신 상태(new state)를 사용하여 새로운 좌표 트리플릿을 계산한다. 전하위치는 일직선(방향전환 없는) 부위로 간주한다. 구 상태(old state)의 초기 값은 20 이다.The translation operation of this embodiment is described in Table 1 showing the input and output states. In the absence of redirection, a new coordinate triplet is computed using the most recent values and new state for Δx, Δy, Δz. The charge position is considered to be a straight line (without redirection). The initial value of the old state is 20.

하기 변수들은 사용자에 의해 결정될 수 있다:The following variables can be determined by the user:

가) 수용체를 이루는 각 중합체에 대한 출발좌표A) starting coordinates for each polymer constituting the receptor;

출력은 하기 값으로 저장 할 수 있다:The output can be stored with the following values:

가) 3개 벡터 (각 축에 대해 한개씩 : {x1,x2,x3...xn}, {y1...yn}, {z1...zn}).A) 3 vectors (one for each axis: {x1, x2, x3 ... xn}, {y1 ... yn}, {z1 ... zn}).

나) 3차원의 이원 매트릭스B) three-dimensional binary matrix

다) 전하위치좌표에 대한 별개 벡터.C) a separate vector of charge position coordinates;

암호번역의 견본 공정은 모듈 2에 나와있다.A sample process for cryptographic translation is shown in Module 2.

(2) 표적생성(2) target generation

표적은 구형 원자로 구성된 분자로 표현된다. 원자들은 각 원자종의 특색적 고정반경을 갖는 단단한 구로 간주된다. 표적원자와 가상수용체간의 반발력이 무한대로 간주되는 단단한 구의 반경은 표 2에 주어진 노출된 반데르발스 반경에 의해 추산된다. 표 2의 값 대신 다른 반데르발스 반경 추산값을 사용할 수도 있다.The target is represented by a molecule composed of spherical atoms. Atoms are considered to be rigid spheres with the characteristic fixed radius of each atomic species. The radius of a rigid sphere whose repulsive force between the target atom and the virtual receptor is regarded as infinity is estimated by the exposed van der Waals radius given in Table 2. Other van der Waals radius estimates may be used instead of the values in Table 2.

공유결합에 의해 연결된 두 원자의 원자 중심간 거리는 이들의 공유결합 반경의 총합으로 표시된다. 공유결합 반경은 결합순서 및 원자종류에 따라 각기 다르다. 공유결합 반경의 적절한 값들이 표 3 에 나와있다.The distance between the atom centers of two atoms connected by covalent bonds is expressed as the sum of their covalent radius. The covalent radius varies depending on the bonding order and atom type. Appropriate values of the covalent radius are shown in Table 3.

첫번째 추산으로, 결합길이는 고정된 것으로 가정한다 (즉, 결합진동은 무시하기로 함). 결합회전은 허용되며 대표적 회전상태의 표본추출을 위해 동일구조의 다중 원자배열이 필요시 된다. 원자배열의 안정성은 고려되지 않는데, 그 이유는 가상수용체와의 결합이 에너지역학상 불안정했을 원자배열을 안정화시킬 수 있기 때문이다. 각종 에너지 최소화 연산을 표적 리간드 생성에 적용할 수 있다.In the first estimate, the coupling length is assumed to be fixed (ie, the coupling vibration is to be ignored). Bond rotation is allowed and multiple atom arrays of the same structure are required for sampling with typical rotational states. The stability of the atomic arrangement is not taken into account because the bond with the virtual receptor can stabilize the atomic arrangement which would have been unstable in energy mechanics. Various energy minimization operations can be applied to target ligand generation.

결합 쌍극(二極) 모멘트로 인해 일어나는 전기전하는 원자핵에 국한되는 것으로 간주한다. 음전하는 전기음성도가 높은 원자에 의해 부여된다. 본 실시예에 사용된 쌍극의 값들이 표 4에 나와있다. 표 4의 값대신 다른 쌍극 값의 다른 추산치를 사용할 수도 있다.The electrical charge resulting from the bond dipole moment is considered to be limited to the atomic nucleus. The negative charge is given by the atom with high electronegativity. The bipolar values used in this example are shown in Table 4. Instead of the values in Table 4, other estimates of other dipole values may be used.

(3) 표적 프리젠테이션(3) target presentation

시뮬레이션 수용체 상부표면에 대한 표적의 몇가지 배향에 관하여 시뮬레이션 수용체(들)에 대한 각 표적의 친화력을 시험한다. 상부표면은 번역연산에 의해 정의된다. 결합친화력평가에 앞서 표적과 수용체를 접촉시켜야 한다.The affinity of each target for the simulation receptor (s) is tested for several orientations of the target to the simulation receptor top surface. The upper surface is defined by the translation operation. Prior to binding affinity evaluation, the target should be contacted with the receptor.

접촉은 수용체의 최소한 1개 부단위와 표적의 최소한 1개 원자의 중심간 거리가 이들의 조합 반데르발스 반경과 일치할 때 일어난다. 접촉점에서의 표적과 수용체의 상대적 위치를 결정하기 위해서, 표적을 수용체 표면과 직각을 이루고 수용체 및 표적의 기하학적 중심을 통과하는 경로를 따라 표적을 수용체표면을 향해 점차적으로 이동시킨다.Contact occurs when the distance between the center of at least one subunit of the receptor and the center of at least one atom of the target coincides with their combined van der Waals radius. To determine the relative position of the target and the receptor at the point of contact, the target is gradually moved toward the receptor surface along a path perpendicular to the receptor surface and through the receptor and the geometric center of the target.

접촉이 일어났을 때 표적은 수용체에 대한 충돌위치에 달하게 된다. 충돌위치에 달했을 때의 표적원자의 번역위치를 이용, 표적원자들와 수용체 부단위들간의 거리를 계산한다. 이들 거리는 정전인력의 강도 및 근접도를 계산하는데 사용된다.When contact occurs, the target reaches the point of impact on the receptor. The distance between the target atoms and the receptor subunits is calculated using the translation position of the target atoms when the collision position is reached. These distances are used to calculate the strength and proximity of the electrostatic forces.

본 실예에서 표적은 수용체에 대해 직선으로 이동하며 접촉시 그 출발배향을 유지하는 것으로 가정한다. 이의 대안적 방법은 표적이 수용체에 접근함에 따라 그 배향을 점차 변화시켜 접촉점에서 최대친화력위치가 달성되도록 하는 것이었다.In this example it is assumed that the target moves in a straight line relative to the receptor and maintains its starting orientation upon contact. An alternative method was to gradually change its orientation as the target approaches the receptor so that the maximum affinity position at the point of contact is achieved.

이 방법이 기능상 본 실예의 방법과 유사하기는 하나 컴퓨터실시면에서 훨씬 더 복잡한 양상을 띤다. 본 실예에서는 컴퓨터 실시면에서 더 적은 노력으로 여러가지 배향이 시험된다. 본 실예에선 경로를 수용체의 x 및/또는 y축을 따라 조정이동시켜 더 큰 분자를 수용할 수 있도록 해준다. 이와 같은 특색은 크기가 다른 분자들은 동일 수용체에 대해 시험할 때 선택성 향상을 위해 필요하다.Although this method is functionally similar to the present example, it is much more complicated in computer implementation. In this example, various orientations are tested with less effort in computer implementation. In this example, the pathway is mediated along the receptor's x and / or y axis to accommodate larger molecules. This feature is required for improved selectivity when different size molecules are tested for the same receptor.

충돌위치계산에 앞서, 표적을 각 x, y 및 z축 주위에서 6°씩 무작위 회전시킴으로써, 표적의 배향을 임의화시킨다. 이보다 크거나 작은 회전도수를 이용해도 좋다. 표적의 이와 같은 무작위 배향은 주어진 일련의 시험에서 독특한 특색을 이룬다. 최적화공정의 신뢰도는 시험된 표적배향의 수 및 평가되는 표적화합물의 수에 좌우된다. 표적 프리젠테이션의 견본공정이 모듈 3에 주어져 있다.Prior to the collision location calculation, the orientation of the target is randomized by randomly rotating the target by 6 ° around each x, y and z axis. Larger or smaller rotational frequencies may be used. This random orientation of the targets is unique to a given series of tests. The reliability of the optimization process depends on the number of target orientations tested and the number of target compounds evaluated. Sample processing of the target presentation is given in Module 3.

(4) 친화력계산(4) affinity calculation

추산 전략Estimation Strategy

본 실예는 상대적으로 적은 컴퓨터조작을 이용하여 친화력의 기본성분을 평가하는 단순화된 추산에 기초한 것이다. 이와 같은 추산이 하기 설명부분에 잘 예시돼 있다.This example is based on a simplified estimate that evaluates the basic components of affinity using relatively few computer operations. This estimate is illustrated in the description below.

그러나 보다 더 정확한 친화력값을 얻기 위해 더욱 정확한 친화력계산 과정을 이용할 수 있다는 것을 당업자라면 잘 알 수 있을 것이다. 더 정확한 친화력 값을 계산하기 위해 공지의 컴퓨터 조작 패키지를 본공정에 직접 사용할 수도 있다.However, it will be appreciated by those skilled in the art that more accurate affinity calculation procedures can be used to obtain more accurate affinity values. Known computer-operated packages can also be used directly in the process to calculate more accurate affinity values.

크라운 에테르에 관한 연구에 따르면 작은 분자들의 전자밀도분포도를 이용하여 더 큰 화합물들의 전자밀도를 기술할 수 있는 것으로 알려져 있다. (브루닝, H. 및 페일, D. (1991) J. Comput. Chem. 12: 1).Research into crown ethers has shown that electron density distributions of smaller molecules can be used to describe the electron density of larger compounds. (Bruning, H. and Fail, D. (1991) J. Comput. Chem. 12: 1).

허쉬필드 주주방법은 엄격히 국소화된 전하분포를 정의하고, 이를 전하 및 쌍극모멘트로 특성화시는에 이용될 수 있다 (허쉬필드, F. L. (1977) Theor. Chim. Acta 44: 129). 그 결과, 분자의 총전자밀도분포를 중첩원자부분들로 나눌 수 있는데, 그 크기는 유리원자반경과 관련된다.The Hirschfield shareholder method can be used to define strictly localized charge distributions and characterize them as charges and dipole moments (Hirsfield, F. L. (1977) Theor. Chim. Acta 44: 129). As a result, the total electron density distribution of a molecule can be divided into overlapping atomic portions, the size of which is related to the free atomic radius.

정전인력의 주요성분들은 원자들간의 전반적 전하이동보다는 국소적 전하이동에 의해 결정된다는 것을 크라운 에테르 실험에서 입증할 수 있다. 전하분포는 각기 다른 화학결합으로 인한 단 범위효과에 의해 주로 결정된다. 특히 인접하지 않은 원자들은 원자쌍극모멘트에 거의 기여하지 않는다.It can be demonstrated in the crown ether experiment that the main components of the electrostatic attraction are determined by local charge transfer rather than overall charge transfer between atoms. The charge distribution is mainly determined by the short range effects of different chemical bonds. In particular, non-adjacent atoms contribute little to the atomic dipole moment.

또한, 원자간 전하이동이 전체 분자의 정전대에 의해 영향을 받기도 하나, 크라운 에테르에 대한 계산결과에서 볼 수 있듯이 전하분포에 매우 작은 영향만을 미칠 뿐이다.In addition, the interatomic charge transfer is affected by the electrostatic charge of the entire molecule, but only a very small influence on the charge distribution, as can be seen in the calculation results for the crown ether.

계산 주주 원자전하 및 쌍극 모멘트를 이용, 정전인력을 기술할 수 있다 (브루닝, H. 및 페일, D. (1991) J. Comput. Chem. 12: 1). 반데르발스 반경을 넘어서면 원자 4극 모멘트로부터의 미소한 기여가 있을 뿐이다. 원자전하만을 고려하는 정전위계산은 매우 열등한 결과를 제공하나, 극성 모멘트를 이용하면 한층 개선된 값을 얻을 수 있다.Calculation Shareholder atomic charges and dipole moments can be used to describe electrostatic attraction (Brunning, H. and Fail, D. (1991) J. Comput. Chem. 12: 1). Beyond the van der Waals radius there is only a minor contribution from the atomic quadrupole moment. Potential calculations that only consider atomic charges give very inferior results, but polar moments can be used to obtain better results.

본 발명의 방법은 이와 같은 고려사항들을 기초로 하여 표적 리간드와 시뮬레이션 수용체(들)간의, 그리고 시뮬레이션 수용체(들)과 새로 제조되는 화학구조(들)간의 친화력을 하기의 두가지 척도를 기준으로 추산할 수 있게 해준다:Based on these considerations, the method of the present invention can estimate affinity between the target ligand and the simulated receptor (s) and between the simulated receptor (s) and the newly prepared chemical structure (s) based on the following two measures. It allows you to:

1. 시뮬레이션 수용체(들)의 하전 부단위들과 표적 리간드(화학구조)의 원자 쌍극간에 생성된 정전력의 크기. 하전 부단위들이 비-이동성 단위전하를 갖는 것으로 가정하기 때문에, 이와 같은 정전력의 크기는 원자쌍극의 크기에 정비례하며 시뮬레이션 수용체와 리간드의 원자쌍극간 거리에 반비례함.1. The magnitude of the electrostatic force generated between the charged subunits of the simulated receptor (s) and the atomic dipole of the target ligand (chemical structure). Since the charge subunits are assumed to have non-mobile unit charges, the magnitude of this electrostatic force is directly proportional to the size of the atomic dipole and inversely proportional to the distance between the atomic dipole of the ligand and the simulated receptor.

2. 상당한 런던 분산력 생성을 위해 리간드의 비극성 지역과 충분히 가까운 시뮬레이션 수용체의 비극성 또는 비하전 부단위들의 비율.2. The ratio of nonpolar or uncharged subunits of the simulated receptor sufficiently close to the nonpolar region of the ligand to produce significant London dispersion.

본 실예에서 친화력 계산에 사용되는 가정들Assumptions Used to Calculate Affinity in this Example

1. 본 실예에서 평가되는 화학기질표적들은 중성(즉, 이온화되지 않은)분자라고 가정한다. 이는 임의의 제한사항이며, 동일방법론을 이용하여 하전 및 비하전 표적에 적용될 수 있는 실시예를 전개시킬 수 있다.1. The chemical substrate targets evaluated in this example are assumed to be neutral (ie, not ionized) molecules. This is an arbitrary limitation, and the same methodology can be used to develop embodiments that can be applied to charged and uncharged targets.

2. 쌍극 모멘트는 원자핵에 국한되어 있는 것으로 가정한다. 쌍극 모멘트가 공유결합에 모여있다는 가정하에 유사한 친화력분석을 실시할 수 있다. 앨링햄 일행(1989)에 따르면 이와 같은 가정들이 기능한 동일한 것으로 알려져 있다.2. It is assumed that the dipole moment is confined to the atomic nucleus. Similar affinity analysis can be performed assuming that the dipole moments are clustered in covalent bonds. According to Arlingham's group (1989), these assumptions are known to function the same.

3. 가상수용체를 둘러싼 환경은 표적이 용질로 작용하는 용매시스템이라고 가정한다. 표적은 용매와 가상수용체사이에 효과적으로 분배된다.3. The environment surrounding the virtual receptor is assumed to be a solvent system where the target acts as a solute. The target is effectively partitioned between the solvent and the virtual receptor.

4. 친화력이 계산되는 순간, 표적과 수용체는 서로에 대해 고정상태, 즉 보다 구체적으로, 고정된 배향상태에 있는 것으로 가정한다.4. At the moment the affinity is calculated, the target and the receptor are assumed to be stationary relative to one another, more specifically, in a fixed orientation.

5. 표적은 수용체 표면상의 2가지 유형의 위치, 즉 고정전하위치(음성 또는 양성전하위치) 및 비극성위치하고만 상호작용하는 것으로 가정한다.5. The target is assumed to interact only with two types of positions on the surface of the receptor: fixed or negative (positive or positive) positions and non-polar positions.

이와 같은 가정을 기초로 상호작용의 강도에 기여하는 다음과 같은 사항들을 고려해야 한다:Based on these assumptions, consideration should be given to the following contributions to the strength of the interaction:

1. 전하-쌍극 - Q2μ2/6(4пε)2kTr4 1. The charge-dipole - Q 2 μ 2/6 ( 4пε) 2 kTr 4

2. 전하-비극성 - Q2α/2(4пε)2r4 2. Charge-Non-polar-Q 2 α / 2 (4пε) 2 r 4

3. 쌍극-비극성 (디바이(Debye) 에너지) - μ2α/(4пε)2r6 3. Bipolar-Nonpolar (Debye Energy)-μ 2 α / (4пε) 2 r 6

4. 비극성-비극성 (런던 에너지) - .75[hνα2/(4пε)2r6]4. Nonpolar-Nonpolar (London Energy)-.75 [hνα 2 / (4пε) 2 r 6 ]

본 실예에서 상수들은 모두 무시되므로 상대강도만이 추산에 의해 고려된다. 또한 고정전하위치는 단일한 것으로 가정되며, 양성이거나 음성이다. 이를 기준으로 상기 네 성분들을 다음과 같은 단순화 형태로 재표기할 수 있다:In this example, the constants are all ignored, so only relative strength is taken into account by estimation. The fixed charge position is also assumed to be single, positive or negative. Based on this, the four components can be relabeled in the following simplified form:

1. 전하-쌍극 - μ2/r4또는 -μ/r2 Charge-dipole-μ 2 / r 4 or -μ / r 2

2. 전하-비극성 - α/r4 2. Charge-Nonpolar-α / r 4

3. 쌍극-비극성 (디바이 (Debye) 에너지) - μ2α/r6또는 -μα.5/r3 3. Bipolar-Nonpolar (Debye Energy)-μ 2 α / r 6 or -μα .5 / r 3

4. 비극성-비극성 (런던 에너지) - α2/r6또는 -α/r3 4. Nonpolar-Nonpolar (London Energy)-α 2 / r 6 or -α / r 3

일반적으로 상기 2항 및 3항은 단지 장범위 상호작용에 단지 적은 기여를 할 뿐이다. 그러나 상기 1항 및 4항은 상호작용에너지에 상당한 기여를 한다. 본 실예에서 비극성 단편들간의 대부분의 상호작용은 인근 알킬 및 방향족 수소 및 수용체의 비극성 부단위들 사이에 일어나는 것으로 가정한다. 이와 같은 조건하에 α값은 거의 일정한 것으로 가정한다.Generally, paragraphs 2 and 3 only make a small contribution to long range interactions. However, paragraphs 1 and 4 make a significant contribution to the interaction energy. Most of the interactions between nonpolar fragments in this example are assumed to occur between neighboring alkyl and aromatic hydrogens and nonpolar subunits of the acceptor. Under these conditions, the α value is assumed to be nearly constant.

소수성 강도 및 물 배척의 기여Contribution of Hydrophobic Strength and Water Rejection

용매화효과는 결합친화력생성에 중요한 고려사항이다. 예건대 소수성결합형성은 소수성 지역과 물분자간의 접촉이 최소화되도록 비극성, 소수성 기들이 밀접한 공간적 연합을 이루는 것에 의존한다. 소수성결합형성은 항체-항원결합의 총강도의 절반에 해당하는 만큼의 기여를 할 수 있다. 수용체와 기질표면의 수화도 중요한 요인이다. 수용체 또는 기질표면의 극성위치에 결합된 물은 표면들간의 교차결합을 형성하여 친화력을 증가시키거나 결합을 방해할 수 있다.The solvation effect is an important consideration for binding affinity generation. For example, hydrophobic bond formation relies on the close spatial association of nonpolar and hydrophobic groups to minimize contact between hydrophobic regions and water molecules. Hydrophobic binding can contribute as much as half the total intensity of antibody-antigen binding. Hydration of receptors and substrate surfaces is also an important factor. Water bound to the polar position of the receptor or substrate surface can form crosslinks between the surfaces to increase affinity or interfere with the binding.

소수성 상호작용은 물속에서 소수성 분자들간의 강력한 인력을 나타낸다. 수용체-표적 상호작용의 경우, 이와 같은 상호작용은 비극성 수용체 부단위들의 근접영역과 표적의 비극성 단편들간의 인력을 칭하는 것으로 본다. 그 효과는 인접 비극성영역들 사이에 물이 배제되도록 표면의 재배열을 초래하는 엔트로피 효과에서 주로 야기된다.Hydrophobic interactions represent a strong attraction between hydrophobic molecules in water. In the case of receptor-target interactions, this interaction is considered to refer to the attraction between the proximal regions of the nonpolar receptor subunits and the nonpolar fragments of the target. The effect is mainly caused by the entropy effect that results in rearrangement of the surface such that water is excluded between adjacent nonpolar regions.

소수성 상호작용의 정확한 이론적 취급은 이용불가하나, 소수성 인력은 항체와 항원간 전체 인력의 50%까지 기여하는 것으로 추산된다. 표적과 가상수용체간의 소수성 상호작용을 추산하기 위해 본 실예에선 표적과의 결합에 의해 용매화 현상으로부터 효과적으로 보호되는 수용체의 비율을 평가한다. 표적위의 비극성 원자들의 고정 거리내에 있는 모든 비극성 (하전되지 않은) 부단위들은 제한 거리 이상의 직경을 갖는 용매 분자에 의한 용매화로부터 보호되는 것으로 간주된다.Accurate theoretical handling of hydrophobic interactions is not available, but hydrophobic attraction is estimated to contribute up to 50% of the total attraction between antibody and antigen. In order to estimate the hydrophobic interaction between the target and the virtual receptor, this example evaluates the proportion of receptors that are effectively protected from solvation by binding to the target. All nonpolar (uncharged) subunits within a fixed distance of nonpolar atoms on the target are considered to be protected from solvation by solvent molecules having diameters above the limit distance.

조합친화력 계산Combined affinity calculation

본 실예에 사용되는 조합 친화력 계산은 근접 척도 및 전하-쌍극 상호작용의 총합 강도 및 근접 척도의 두가지 상호작용척도를 조합한 것이다.The combinatorial affinity calculation used in this example combines two interaction measures, the close intensity and the close intensity and the close measure of the charge-dipole interaction.

본 실예에서 친화력은 등방성인 것으로 가정한다. 친화력의 부등성계산을 이용하면 컴퓨터 실행상 더 복잡하기는 하나 더욱 큰 차별력을 얻을 수 있다는 사실을 당업자라면 잘 알 수 있을 것이다.In this example, it is assumed that the affinity is isotropic. It will be appreciated by those skilled in the art that using affinity calculations of affinity can result in more discriminating, but more complex computer implementations.

전하-쌍극 상호작용은 D=Σμi/rij v으로 계산된다. 이 식에서 μi는 표적의 i 번째 원자의 쌍극 모멘트이고, rij은 수용체위의 j번째 전하위치와 i번째 원자사이의 거리이며, 계수 v는 2, 3 또는 4로 맞출 수 있다. D가 전체 친화력에 기여하는 정도는 v값이 큰 경우의 전하분리에 보다 민감하다.The charge-dipole interaction is calculated as D = Σμ i / r ij v . Where i is the dipole moment of the i th atom of the target, r ij is the distance between the j th charge position on the acceptor and the i th atom, and the coefficient v can be set to 2, 3 or 4. The contribution of D to the overall affinity is more sensitive to charge separation at large v values.

근접척도는 P=Σni/N 으로 계산된다. 이 식에서 ni는 쌍극 모멘트가 ≤0.75 디바이(Debye)인 표적의 i번째 원자로부터 최대거리 ∂만큼 떨어져 있는 수용체의 비하전 부단위들의 수이다. 본 실예에서 ∂는 1 내지 4 부단위 직경일 수 있다 (이는 물의 반데르발스 반경과 근접한 값임). N은 수용체를 이루는 부단위들의 총 수를 나타낸다.Proximity scale is calculated as P = Σn i / N. Where n i is the number of uncharged subunits of the receptor at a maximum distance ∂ from the i th atom of the target with dipole moments ≦ 0.75 Debye. In this example ∂ can be 1 to 4 subunit diameters (which is close to the van der Waals radius of water). N represents the total number of subunits that make up the receptor.

친화력값 A는 D와 P로부터 식 A=[P(D+NP/k)]0.5을 이용하여 계산된다. 상기 식에서 k는 접합상수(본 실예에서 k=10000)이다.The affinity value A is calculated from D and P using the formula A = [P (D + NP / k)] 0.5 . Where k is the junction constant (k = 10000 in this example).

상기 등식에서 P값은 두가지 역할을 담당한다. 첫 예로, 이 값은 가중적 요인이다. 이는 "우수한 접합"의 척도로서, 수용체와 표적의 비극성 지역들이 밀접하게 접촉되어 있는 원자배열에 우월한 친화력값을 부여하도록 작용한다. 이와 같은 상황에서 소수성 상호작용 및 비극성 상호작용 에너지는 높은 값을 나타내며, 또한 결합의 강도 및 안정성에 크게 기여할 것이다. 이와 같은 조건하에 표적이 수용체로부터 벗어날 수 있는 궤도의 수는 훨씬 적으며, 표적의 체류 시간은 더 길어질 것이다.In the equation, P plays two roles. In the first example, this value is a weighting factor. This is a measure of "good conjugation," which acts to impart superior affinity values to the atomic arrangement in which the nonpolar regions of the receptor and target are in close contact. In such situations hydrophobic interactions and nonpolar interaction energies show high values and will also greatly contribute to the strength and stability of the bond. Under these conditions, the number of orbits the target can escape from the receptor is much smaller, and the residence time of the target will be longer.

두번째 예로, P는 상호작용강도에 대한 분산에너지의 기여도를 추산하는데 사용된다. 분산에너지는 비하전, 비극성부위에만 중요성을 띠며 표적과 수용체가 서로 가까이 위치할 경우(즉 서로 ∂내에 있을 경우)에만 중요한 것으로 가정한다. k값 및 ∂값은 P와 D의 상대 기여도를 변경시키도록 조정할 수 있다. 일반적으로 P는 비극성 표적의 경우 우세성을 나타내는 반면 D는 큰 국소쌍극을 갖는 표적의 경우 더 중요성을 띤다. 수소결합은 쌍을 이룬 음전하 및 양전하 수용체 단위들이 표적 히드록실, 카르복실 또는 아민 관능기와 동시에 상호작용할 때 대략 형성된다.As a second example, P is used to estimate the contribution of distributed energy to interaction strength. Dispersion energy is only important for uncharged and nonpolar sites and is assumed to be important only when the target and the receptor are located close to each other (ie within ∂). The k and ∂ values can be adjusted to change the relative contributions of P and D. In general, P is dominant for nonpolar targets, while D is more important for targets with large local dipoles. Hydrogen bonds are formed approximately when paired negative and positively charged receptor units interact simultaneously with the target hydroxyl, carboxyl or amine functionality.

친화력 계산의 대안적 접근책 - 결합 극성화 가능성Alternative Approaches to Affinity Calculations-Possibility of Binding Polarization

어떤 경우엔 표적원자의 상대적 극성화가능성(polarizability; 이하, "극성화도"라고 약칭함)에 해당하는 변수를 친화력계산에 도입하는 것이 유익할 수 있다.In some cases, it may be beneficial to introduce a variable corresponding to the relative polarizability of the target atom (hereinafter abbreviated as "polarization") to the affinity calculation.

이 경우 식 A=[P(D+NP2/k)]0.5에서 P2를 계산하기 위한 식은 P2=Σni/N 이 아닌, P2=Σαini/N 이다.In this case, the equation A = [P (D + NP 2 / k)] equation P 2 = Σn i / N is, P 2 = Σα i n i / N is not to calculate the P 2 eseo 0.5.

상기식에서, ni는 표적 원자의 i번째 원자로부터 최대 거리 ∂만큼 떨어져 있는 하전 또는 비하전 수용체 부단위들의 수이고, αi는 표적의 i번째 원자의 상대적 극성화도이다. 단순화시키기 위한 목적으로, 지방족 수소의 경우αH를 1.0으로 지정할 수 있다. 극성화도가 사용될 경우 k값을 조정해야 한다. 근접 결합 극성화도의 총합에 근거한 견본 극성화도가 표 5에 나와있다.Wherein n i is the number of charged or uncharged receptor subunits that are separated by a maximum distance ∂ from the i th atom of the target atom, and α i is the relative degree of polarization of the i th atom of the target. For the purpose of simplicity, α H can be designated 1.0 for aliphatic hydrogen. If polarization is used, the k value must be adjusted. Sample polarizations based on the sum of the proximity coupling polarizations are shown in Table 5.

극성화도는 전자구름의 전위와 연관되기 때문에 분자의 극성화도는 그 공유결합들의 특징적 극성화도의 총합으로 계산할 수 있다. 이와 같은 부가적 특성은 비국소화 전자를 갖지 않는 비-방향족 분자에 적용되는 사항이다.Since the degree of polarization is related to the potential of the electron cloud, the degree of polarization of the molecule can be calculated as the sum of the characteristic polarization degrees of the covalent bonds. This additional property applies to non-aromatic molecules that do not have non-localized electrons.

대안적 기술 - 관능기 특이성Alternative Technology-Functional Specificity

본 실예에 사용된 친화력추산은 국소전하, 분산에너지 및 표적-수용체 분리간의 관계를 보존하는 기능상 유사한 컴퓨터 계산법으로 대체할 수 있다. 또한, 하전된 표적에 대한 친화력 척도들을 고안해낼 수 있다.The affinity estimates used in this example can be replaced by functionally similar computer calculations that preserve the relationship between local charge, dispersion energy, and target-receptor separation. In addition, affinity measures for charged targets can be devised.

본 실예에선 비-공유결합 상호작용만을 평가하나, 선택된 표적 관능기와 특이적 공유결합 형성반응을 일으킬 수 있는 부단위들을 가상수용체내에 포함시킴으로써 이 방법을확장시킬 수 있다. 모듈 5에는 본 발명에 사용된 바람직한 유효친화력 계산법의 견본 흐름도가 제시돼 있다.In this example, only non-covalent interactions are evaluated, but this method can be extended by including subunits in the virtual receptor that can cause specific covalent bond reactions with selected target functional groups. Module 5 shows a sample flow chart of the preferred affinity calculation method used in the present invention.

(5) 선택적 친화력의 평가(5) Evaluation of selective affinity

가상수용체와 일련의 표적 기질들간의 접합성은 표적에 대한 공지의 활성 또는 친화력값을 가상수용체-표적 복합체에 대해 얻어진 값들과 비교함으로써 평가된다.The conjugation between the virtual receptor and the series of target substrates is assessed by comparing the known activity or affinity value for the target with the values obtained for the virtual receptor-target complex.

최적 선택성 가상수용체의 최대친화력은 공지의 친화력척도들과 밀접히 상호관련되어야 한다. 일련의 기질들과 가상수용체간의 이와 같은 상관관계개선을 위해 점돌연변이를 연속적으로 반복하거나(도 2), 가상수용체 개체군의 선택성 최적화를 위해 진화론적 공정을 연속 사용하여 이와 같은 상관관계를 개선시킬 수도 있다 (도 3).The maximum affinity of the optimal selectivity virtual receptor should be closely correlated with known affinity measures. You can improve this correlation by continuously repeating point mutations to improve this correlation between a series of substrates and virtual receptors (Figure 2), or by continuously using evolutionary processes to optimize the selectivity of the virtual receptor population. (Figure 3).

공지의 값들은 결합친화력에 의존하는 것으로 알려지거나 추측되는 그 어떠한 지수일 수 있다. 그 비제한적 예로는, ED50, ID50, 결합친화력 및 응집값 등이 있다. 시험되는 값들은 양성값을 나타내야 한다. 자료의 연산적 전환이 요구될 수도 있다. 비가중 등급 자료는 사용될 수 없다.Known values may be any index known or assumed to depend on binding affinity. Non-limiting examples thereof include ED 50 , ID 50 , binding affinity and aggregation value. The values tested should be positive. Operational conversion of data may be required. Unweighted grading data cannot be used.

최대결합친화력을 위한 표적의 최적원자배열은 시험전엔 미지수이다. 수용체-표적친화력범위의 대표적 크기를 얻기 위해, 각 표적을 수용체표면에 대한 임의의 각기 다른 원자배열을 이용하여 재차 시험해야 한다. 각 시험에서 친화력평가를 위해 모듈 4를 이용한다.The optimal atomic arrangement of the target for maximum binding affinity is unknown before testing. To obtain a representative size of the receptor-target affinity range, each target must be tested again using any different atomic arrangement for the receptor surface. Use Module 4 for affinity assessment in each test.

얻어진 최대친화력값의 신뢰도는 견본크기에 주로 좌우되는데, 이는 견본이 클수록 진정한 최대값을 가질 가능성이 점점 커지는 까닭이다. 동일한 세트의 표적 원자배열을 각 수용체 시험에 사용한다.The confidence of the obtained maximum affinity value depends mainly on the size of the sample, because the larger the sample, the more likely it is to have a true maximum. The same set of target atoms is used for each receptor test.

최적화된 수용체 생성을 위해 큰 규모의 견본세트를 사용해야 할 필요를 회피하기 위해 본 실예에 다음과 같은 두가지 기술이 사용된다:Two techniques are used in this example to avoid the need to use a large sample set for optimized receptor generation:

1) 높은 선택성의 수용체 선택을 위해 평균 (또는 총합) 친화력과 최대친화력를 조합한 척도의 사용;1) use of a combination of average (or sum) affinity and maximal affinity for the selection of highly selective receptors;

2) 최적화공정을 연속 반복하여 시험배향의 수를 증차적으로 증가시킴 (최적화공정은 적은 세트의 표적 배향에서부터 출발, 더 큰 접합도의 수용체가 생성됨에 따라 더 많은 배향을 시험함).2) Repeat the optimization process sequentially to increase the number of test orientations incrementally (the optimization process starts from a small set of target orientations and tests more orientations as more acceptor receptors are created).

본 실예에서, 각 표적의 모든 시험배향에 대해 얻어진 친화력값의 총합을 계산한다. 이 총합친화력점수는 수용체와 표적간 평균친화력의 척도이다. 동시에 최대친화력 값도 측정한다.In this example, the sum of the affinity values obtained for all test orientations of each target is calculated. This total affinity score is a measure of the average affinity between the receptor and the target. At the same time, the maximum affinity value is also measured.

공지의 값과 총합친화력 rSA 2및 최대친화력 rMA 2간의 상관관계를 계산한다. 활성을 나타내지 않는 표적화합물들은 가상수용체에 대해 거의 또는 전혀 친화력을 갖지 않는다는 가정하에, 이 상관관계에 원점 (0,0)을 포함시킨다. 이와 같은 가정이 항상 유효한 것은 아니며, 어떤 시험에선 다른 방해값이 필요할 수도 있다.The correlation between the known value and the total affinity r SA 2 and the maximum affinity r MA 2 is calculated. Target compounds that do not show activity include an origin (0,0) in this correlation, assuming that they have little or no affinity for the virtual receptor. This assumption is not always valid and some tests may require different disturbances.

총합친화력을 사용하는 상관관계는 평균접합도의 척도이다. 이와 같은 상관관계는 크나 최대친화력과 공지친화력간의 상관관계가 약할 경우, 그 결과는 가상수용체가 선택적이지 않음을 시사한다. 즉 표적의 여러가지 배향이 수용체와 효과적으로 상호작용할 수 있음을 가리킨다.Correlation using total affinity is a measure of average fit. This correlation is large, but if the correlation between maximum affinity and known affinity is weak, the result suggests that the virtual receptor is not selective. That is, the various orientations of the target may effectively interact with the receptor.

이와 반대로, 최대친화력이 공지친화력값과 매우 높은 상관관계를 나타내고 총합친화력과의 상관관계는 약한 경우, 가상수용체는 매우 선택적일 것이다. 총합친화력 및 최대친화력 모두가 공지친화력과 매우 높은 상관관계를 보인다면, 견본 배향이 수용체의 특징적 반응을 제한된 에러로 확인했을 가능성이 많다 (유형 I 및 유형 II의 에러가 감소됨: 거짓 양성 또는 거짓 음성 결과를 초래할 가능성).In contrast, if the maximum affinity correlates very well with the known affinity value and the correlation with the total affinity is weak, the virtual receptor will be very selective. If both affinity and maximal affinity correlate very well with known affinity, it is likely that the sample orientation confirmed the receptor's characteristic response with limited error (errors of type I and type II reduced: false positive or false negative). Likely to result).

몇몇 경우에 있어선 공지친화력과 총합친화력간의 상관관계를 최소화시키면서 최대친화력과 공지친화력간의 증가된 상관관계를 선별하는 것이 보다 더 적합할 수도 있다. 이와 같은 선별을 위해선 총합값으로부터 최대친화력값을 빼야할 경우도 있는데, 이는 이들값이 혼돈 편견의 원천으로 사용되는 것을 배제하기 위해서이다.In some cases, it may be more appropriate to select an increased correlation between maximum affinity and known affinity while minimizing the correlation between known affinity and total affinity. Such screening may require subtracting the maximum affinity value from the total value to exclude these values from being used as a source of chaotic bias.

본 실예에서 수용체선택의 기준으로 공동상관관계값이 사용된다. 이 값은 총합친화력과 최대친화력을 곱한 값의 제곱근으로 계산된다:In this example, co-correlation values are used as criteria for receptor selection. This value is calculated as the square root of the sum of the sum affinity and the maximum affinity:

F = (rMA 2x rSA 2)0.5 F = (r MA 2 xr SA 2 ) 0.5

이 값은 가상수용체에 적용된 진화론적 과정에 의해 최적화된다. 주: rMA 2및 rSA 2의 상관관계가 높으면 rSA 2에 기여하는 값은 개인적으로 최대친화력값과 밀접하게 상관관계를 보이거나, 또는 총합에 매우 하찮은 기여를 하게 된다. 또는, 공지의 친화력에 대한 (총합친화력 - 최대친화력)에 대한 상관관계(rSA-MA)를 계산하고 상기 값을 최대화 시킨다:This value is optimized by the evolutionary process applied to the virtual receptor. Note: If the correlation between r MA 2 and r SA 2 is high, the value contributing to r SA 2 is closely correlated with the maximum affinity value, or it is a very insignificant contribution to the sum. Alternatively, calculate a correlation (r SA-MA ) for known affinity (total affinity-maximum affinity) and maximize the value:

F = (rMA 2x(1-rSA-MA 2))0.5 F = (r MA 2 x (1-r SA-MA 2 )) 0.5

상기 척도를 사용하면 매우 제한된 세트의 표적배향에 대해 매우 높은 친화력을 갖는 수용체를 선택할 수 있게 될 것이다. 모듈 5에는 접합도 계산 견본의 흐름도가 나와있다.Using this scale will allow the selection of receptors with very high affinity for a very limited set of target orientations. Module 5 shows a flow chart of a sample joint calculation.

(6) 최적화공정(6) Optimization process

최적화공정의 목적은 일련의 표적수용체에 대해 선택적 친화력을 갖는 가상수용체를 진화록적 방법에 따라 생성시키는 것이다. 300개 지령을 포함하는 가능한 유전형의 총수는 7300또는 약 10253이므로 해답을 찾기 위한 고효율의 기작이 필요하다.The purpose of the optimization process is to produce virtual receptors with selective affinity for a series of target receptors according to evolutionary methods. The total number of possible genotypes containing 300 instructions is 7 300 or about 10 253, so a highly efficient mechanism is needed to find the answer.

하기의 네가지 단계들은 최적화 공정의 단계들을 요약한 것이며, 이후 각 단계들이 보기 계산과 더불어 상세히 설명될 것이다:The following four steps summarize the steps of the optimization process, after which each step will be described in detail with the view calculation:

단계 1: 일련의 무작위 유전형을 생성시키고 최소 수준의 활성도를 갖는 유전형을 선별한다. 선택된 유전형은 유전연산(재조합) 및 단일방향 돌연변이기술을 이용하여 더욱 최적화시키기 위한 기초로 사용한다.Step 1: Generate a series of random genotypes and select genotypes with minimal levels of activity. The selected genotype is used as the basis for further optimization using genetic operations (recombination) and unidirectional mutation techniques.

단계 2: 선택된 유전형을 각기 독특하기는 하나 재조합을 위해 서로 연관된 유전형의 품종개량 개체군이 생성되도록 돌연변이 시킨다. 개체군으로부터 재조합을 위해 가장 선택적인 돌연변이체를 개체군에서 선택한다.Step 2: Each of the selected genotypes is unique but mutated to produce a breeding population of related genotypes for recombination. The most selective mutant for recombination from the population is selected from the population.

단계 3: 선택적 돌연변이체들의 재조합에 의해 새로운 유전형을 형성시킨다. 생성된 유전형으로부터 가장 고도의 친화력접합도를 갖는 유전형들을 선택한다. 이 아개체군을 그 다음 재조합체 또는 돌연변이체 생성에 사용한다.Step 3: Form new genotype by recombination of selective mutants. The genotypes with the highest affinity junctions are selected from the resulting genotypes. This population of subpopulations is then used for recombinant or mutant production.

단계 4: 최상의 재조합생성물을 선택한 후 점돌연변이를 반복 도입함으로써 선택성을 향상시킨다.Step 4: After selecting the best recombinants, the selectivity is enhanced by repeated introduction of point mutations.

단계 1: 진화론적 공정 - 기본 암호 생성Phase 1: Evolutionary Process-Basic Password Generation

홀랜드(홀랜드, J.H. (1975) 자연 및 가공 시스템내의 적응, U. 미시간 출판사, 앤 아보)에 의해 개발된 유전연산법을 이용하여 각종 문제에 대한 최적의 해답을 찾아낼 수 있다. 이 기술은 원래 무작위의 대규모 세트 해답을 사용하여 적용되는 것이 보통이다.Genetic algorithms developed by Holland (Holland, J.H. (1975) Adaptation in Natural and Processing Systems, U. Michigan Press, Ann Avo) can be used to find the optimal solution to a variety of problems. This technique is usually applied using a random large set of solutions.

본 실예에서는 높은 선택도의 가상수용체를 찾아내는데 필요한 시험수 및 그 반복의 수를 줄이기 위해 상기 기술에 상당히 많은 개조를 가한다. 이는 매우 밀접하게 관련된 일련의 유전형세트를 초기 개체군으로 사용하고 각 반복시 고도의 돌연변이를 적용함으로써 성취되었다.In this example, significant modifications are made to the technique to reduce the number of tests and the number of iterations needed to find high selectivity virtual acceptors. This was accomplished by using a very closely related set of genotypes as an initial population and applying a high degree of mutation at each iteration.

어떠한 세트의 표적화합물에 대해서도 최적친화력 특색을 갖는 독특한 수용체들을 개발시킬 수 있다. 예컨대, 수용체들은 동일한 표적의 각기 다른 배향에서 최적으로 결합될 수 있다.Unique receptors with optimal affinity characteristics can be developed for any set of target compounds. For example, receptors can be optimally bound in different orientations of the same target.

밀접하게 관련된 유전형의 초기 개체군을 사용함으로써 최적화 공정이 단일 해답에 귀결될 가능성을 증가시킬 수 있다. 관련되지 않은 유전형들의 재조합은 증가된 접합성의 신규 유전형을 생성할 수도 있으나, 진로를 벗어날 가능성이 훨씬 높아진다.The use of early populations of closely related genotypes can increase the likelihood that the optimization process will result in a single solution. Recombination of unrelated genotypes may produce new genotypes of increased conjugation, but is much more likely to be out of course.

최적화공정 첫단계의 목적은 표적세트에 대한 최소수준의 친화력을 갖는 유전형을 생성시키는 것이다. 이 유전형은 관련유전형의 개체군을 생성시키는데 사용된다. 최소수준 친화력의 유전형생성을 위한 견본 공정의 흐름도가 모듈 6에 주어져 있다.The purpose of the first step in the optimization process is to generate a genotype with a minimum level of affinity for the target set. This genotype is used to generate populations of related genotypes. A flowchart of a sample process for genotyping of minimum affinity is given in Module 6.

단계 2: 진화론적 공정 - 기본 암호의 돌연변이Phase 2: Evolutionary Process-Mutation of the Basic Code

유전형의 돌연변이는 암호내 부호의 한개 이상을 변화시키는 것을 포함한다. 본 실예에서 돌연변이는 수용체 중합체를 구성하는 부단위들의 수를 변화시키지 않으며 유전형의 길이에 영향을 미치지 않는다. 이 규정은 임의적이며, 어떤 시스템에서는 각종 변형이 유용할 수도 있음은 물론이다.Mutations of the genotype include changing one or more of the codes in the code. In this example, the mutation does not change the number of subunits that make up the receptor polymer and does not affect the length of the genotype. This rule is arbitrary and, of course, various variations may be useful in some systems.

돌연변이는 표현형의 접힘패턴을 변경시켜 수용체모양공간 및 결합부위노출 또는 위치에 변화를 초래할 수 있다. 표현형의 주변부위 원자배열에 영향을 미치는 돌연변이는 표적중심에 대해 수용체중심을 이동시키는 결과를 초래할 수 있다.Mutations can alter the folding pattern of the phenotype, resulting in changes in receptor-like space and binding site exposure or location. Mutations affecting the atomic arrangement of the marginal region of the phenotype may result in shifting the receptor center relative to the target center.

중성돌연변이Neutral mutation

모든 돌연변이는 표현형의 구조를 변화시키나, 모든 돌연변이가 수용체의 관능성에 변화를 미치는 것은 아니다. 이와 같은 중성돌연변이는 친화력에 영향을 미치지 않는 수용체 성분들을 변경시킬 수 있다. 어떤 경우엔 이들 중성돌연변이가 차후 돌연변이와 결합돼 상승적 효과를 낳기도 한다.All mutations change the structure of the phenotype, but not all mutations change receptor functionality. Such neutral mutations can alter receptor components that do not affect affinity. In some cases, these neutral mutations can be combined with subsequent mutations to produce a synergistic effect.

품종개량 개체군Breed improvement population

진화론적 공정 두번째 단계의 목적은 기본유전형으로부터 별개의, 그러나 연관된 유전형의 개체군을 생성시키는 것이다. 이 개체군의 구성원들은 이후 재조합체생성에 사용된다.The goal of the second stage of the evolutionary process is to create a population of distinct but related genotypes from the base genotype. Members of this population are then used for recombinant production.

이와 같은 품종개량개체군은 기본유전형의 다수 돌연변이에 의해 만들어진다. 생성된 유전형을 번역하고 그 선택성에 대한 선별을 실시한다. 대부분의 선택성 생성물들을 재조합에 사용되도록 구분해 둔다. 모듈 7에는 유전형의 다수 돌연변이 견본 공정에 대한 흐름도가 나와있다.This breed of individual population is produced by a number of mutations of the basic genotype. The resulting genotypes are translated and screened for their selectivity. Most selective products are separated for use in recombination. Module 7 provides a flow chart for the process of multiple mutation sample of genotypes.

단계 3: 진화론적 공정 - 재조합Phase 3: Evolutionary Process-Recombination

재조합의 목적은 향상된 접합도를 갖는 신규 유전형을 생성시키는 것이다. 재조합은 표현형의 접합도에 필수적인 유전형단편들을 보존하는 동시에 새로운 지령들의 조합도입을 촉진시킨다.The purpose of recombination is to generate new genotypes with improved conjugation. Recombination promotes the combination of new instructions while preserving genotypic fragments essential for phenotypic conjugation.

재조합을 선택과 더불어 사용하면 선택도가 신속하게 최적화되는 것이 보통이다. 모듈 8에는 유전형 재조합에 대한 견본 공정의 흐름도가 나와있다.When recombination is used in conjunction with selection, selectivity is usually quickly optimized. Module 8 shows a flow chart of a sample process for genotyping recombination.

본 실예에서는 모듈 8의 제7단계에서의 시험을 위해 재조합에 사용되는 개체군들을 선택해 둔다. 이는선택성이 높은 유전형들이 낮은 선택성의 유전형들로 대체되지 못하도록 보장해 준다.In this example, populations used for recombination are selected for testing in Step 7 of Module 8. This ensures that high selectivity genotypes are not replaced by low selectivity genotypes.

또한 본 실예에서는 선시험 (제 7단계-모듈 8)에 앞서 재조합 유전형의50%에 돌연변이(모듈 7)를 적용한다. 이 단계는 재조합 개체군내의 다양성을 증가시킨다.In this example, the mutation (Module 7) is applied to 50% of the recombinant genotype prior to the preliminary test (Step 7-Module 8). This step increases diversity within the recombinant population.

본 실예에 사용된 시험 개체군들의 크기는 10 내지 40개 유전형에 달한다. 이는 비교적 적은 개체군크기에 해당한다. 어떤 조건에서는 더 큰 개체군이 필요할 수도 있다.The test populations used in this example range in size from 10 to 40 genotypes. This corresponds to a relatively small population size. In some conditions a larger population may be required.

단계 4: 진화론적 공정 - 성숙화Phase 4: Evolutionary Process-Maturation

진보적 미소돌연변이 기술Progressive Micromutation Technology

최적화공정의 마지막 단계는 포유동물 면역시스템내의 항체성숙화과정과 유사하다. 일련의 단일 점돌연변이를 유전형에 도입하고 표현형접합도에 미치는 그 영향을 평가한다. 재조합과 달리 이 공정은 표현형의 선택성에 단지 적은 증가적 변화를 초래할 뿐이다.The final step in the optimization process is similar to the antibody maturation process in the mammalian immune system. A series of single point mutations are introduced into the genotype and evaluated for its effect on phenotyping. Unlike recombination, this process only results in a small incremental change in the selectivity of the phenotype.

성숙화공정은 레헨버그(1+1) 진화론적 전략 (레헨버그, I. (1973), 진화론전략, F. 프롬맨. 스턴가트)을 이용하여 성취된다. 각 생성단계에서 모체유전형의 접합도를 돌연변이 생성물의 접합도와 비교하고 더 큰 선택도의 유전형을 다음 세대를 위해 선별해 둔다.The maturation process is accomplished using the Rehenberg (1 + 1) evolutionary strategy (Lehenberg, I. (1973), the evolutionary strategy, F. Promman. Sterngat). At each stage of production, the degree of conjugation of the parent genotype is compared to that of the mutant product, and genotypes of greater selectivity are selected for the next generation.

그 결과, 덜 선택적인 돌연변이체들은 이들의 모체들을 대체하지 않기 때문에 이 공정은 엄격히 단원 방향성이다. 모듈 9에는 유전형 성숙화에 관한 비제한적 견본의 흐름도가 제시돼 있다.As a result, this process is strictly monodirectional because less selective mutants do not replace their parents. Module 9 presents a flow chart of a non-limiting sample of genotyping.

성숙화 공정의 각 반복과정중 암호내의 단 한가지 지령만이 변화될 뿐이다. 만일 모체 및 그 돌연변이 생성물이 동일한 선택성을 갖는다면 모체는 다음 세대에서 그 생성물로 대체된다. 이 방법은 차후 돌연변이와 상승작용을 일으킬 수 있는 중성돌연변이의 축적을 초래한다. 이 규정은 임의적인 것이다.During each iteration of the maturation process, only one command in the code is changed. If the parent and its mutant product have the same selectivity, the parent is replaced by that product in the next generation. This method results in the accumulation of neutral mutations that can synergize with subsequent mutations. This rule is arbitrary.

재조합 또는 성숙화가 반복공정후 향상된 선택성을 제공하지 않으면 품종개량 개체군 게놈의 다양성 향상을 위해 단계 2를 반복할 필요가 있을 것이다.If recombination or maturation does not provide improved selectivity after the iteration process, it will be necessary to repeat step 2 to improve diversity of the cultivated population genome.

선택된 적용분야Selected Application

본 발명의 공정은 하기 1)과 2)를 비롯한 몇가지 분야에 사용될 수 있다:The process of the present invention can be used in several fields, including the following 1) and 2):

1) 선택된 약물학적 또는 독물학적 활성을 갖는 화합물의 선별; 및 2) 선택된 기능특색을 갖는 신규 화학구조의 개발.1) screening for compounds with selected pharmacological or toxicological activity; And 2) development of new chemical structures with selected functional features.

상기 적용분야들 및 그 예들은 다음에 기술돼 있다.The above applications and examples thereof are described below.

1A) 선별방법1A) Screening Method

유사한 약물학적 성질을 공유하는 특정 화합물군에 선택적 친화력을 갖도록 진화론적 공정을 적용시킨 수용체 개체군을 유사한 활성의 다른 화합물확인을 위한 탐침으로 사용할 수 있다. 단, 이때 상기 활성은 결합친화력에 의존하는 것이다. 예컨대, 수용체 개체군을 실리실레이트에 대한 특이적 친화력을 나타내도록 진화론적 방법에 따라 제작할 수 있다.Receptor populations in which evolutionary processes have been applied to have a selective affinity for certain groups of compounds that share similar pharmacological properties can be used as probes for identifying other compounds of similar activity. In this case, the activity depends on the binding affinity. For example, receptor populations can be constructed according to evolutionary methods to exhibit specific affinity for sillylate.

살리실레이트에 대한 이 수용체들의 친화력이 실리실레이트에 대한 시클로옥시게나제의 친화력과 밀접한 상관관계가 있다면 이 수용체들은 시클로옥시게나제 분자 결합부위의 기능상 관련된 특색을 최소한 부분적으로 모방할 것이다. 따라서 이들 수용체를 시클로옥시게나제와의 가능한 결합친화력을 갖는 다른 화합물들을 선별하는데 사용할 수 있다.If the affinity of these receptors for salicylate correlates closely with the affinity of cyclooxygenase to silicylate, these receptors will at least partially mimic the functionally relevant features of the cyclooxygenase molecule binding site. Thus, these receptors can be used to select other compounds with possible binding affinity with cyclooxygenases.

이와 같은 기술은 화합물을 잠재적 독물 또는 종양발생활성에 대해 선별하는데도 적용될 수 있다. 예컨대, 스테로이드 호르몬 수용체의 특이적 결합친화력을 모방하는 수용체를 진화론적 공정에 따라 만들 수 있다. 이들 수용체는 살충제, 용매, 음식첨가제 및 기타 합성물질의 시험관내 또는 생체내 시험에 앞서 이들의 가능한 결합친화력를 평가하는데 사용될 수 있다.Such techniques can also be applied to screen for compounds for potential toxin or oncogenic activity. For example, receptors that mimic the specific binding affinity of steroid hormone receptors can be made according to evolutionary processes. These receptors can be used to assess their possible binding affinity prior to in vitro or in vivo testing of pesticides, solvents, food additives and other synthetics.

시뮬레이션 수용체는 양자택일적 표적부위, 수송단백질 또는 비-표적결합에 대한 친화력 검사를 위해 제조할 수도 있다.Simulation receptors may be prepared for affinity testing for alternative target sites, transport proteins or non-target binding.

1B) 부-최대활성을 위한 선별1B) Screening for Min-Max Activity

어떤 경우에는 높은 친화력의 화합물들이 유독한 부작용을 갖거나 만성투여에 부적합할 수 있다. 이 경우엔 결합친화력이 낮은 화합물이 필요할 것이다. 순열조합 합성과 같은 기술들은 이러한 화합물들을 수월하게 생성 또는 확인하지 못한다. 이와 대조적으로, 시뮬레이션 수용체들은 그 어떠한 규정된 수준의 결합친화력을 갖는 구조에 대한 효과적 선별 도구로 사용될 수 있다.In some cases, high affinity compounds may have toxic side effects or may be unsuitable for chronic administration. In this case, compounds with low binding affinity will be needed. Techniques such as permutation synthesis do not readily produce or identify these compounds. In contrast, simulation receptors can be used as an effective screening tool for structures with any defined level of binding affinity.

1C) 분자유사성의 측정1C) Measurement of molecular similarity

시뮬레이션 수용체의 선택도는 분자 유사성의 정량적 척도로 사용될 수 있다.Selectivity of a simulated receptor can be used as a quantitative measure of molecular similarity.

시뮬레이션 수용체 실시예Simulation Receptor Example

본 실시예에서 임의적으로 선택된 어떠한 양상의 활성과도 유사한 시뮬레이션 수용체를 제조하기 위해 수용체 생성 프로그램의 능력을 입증하기 위해 표적친화력의 가상적 시험값을 선택한다.Virtual test values of target affinity are selected to demonstrate the ability of the receptor generation program to produce simulated receptors similar to the activity of any of the randomly selected aspects in this example.

본 실시예에서 모든 수용체들은 15개의 중합체로 구성된다. 넓이, 길이 및 깊이 값은 수용체 중심에 대한 이들 15개 중합체의 원점 좌표를 명시해 준다.All receptors in this example consist of 15 polymers. Area, length and depth values specify the origin coordinates of these 15 polymers with respect to the receptor center.

실시예 1Example 1

하기 규격의 시뮬레이션 수용체를 생성시켰다:Simulation receptors of the following specifications were generated:

부단위 수: 240; 넓이: 6; 길이: 6; 깊이: 25Number of subunits: 240; Area: 6; Length: 6; Depth: 25

암호:password:

"4100033103212204103333424052312013341024124022232334010032242"4100033103212204103333424052312013341024124022232334010032242

5101440513324340032462041210013131004311210113241202242130241351014405133243400324620412100131310043112101132412022421302413

2311243301331003230523000433414010202230214041444350265203413123112433013310032305230004334140102022302140414443502652034131

0331022051414141021402134014310010231110331235210016240"0331022051414141021402134014310010231110331235210016240 "

각 표적을 수용체에 대해 20회 시험하였다.Each target was tested 20 times for the receptor.

최적화 수용체에 대한 친화력 점수는 비교적 낮은 값인 0.9358이었다.The affinity score for the optimized receptor was 0.9358, which is a relatively low value.

수용체의 최적화를 위해 사용된 표적기질은 벤젠, 페놀, 벤조산 및 o-살리실산이었다. 아스피린 전구체 o-살리실산은 시클로옥시게나제에 의한 프로스타글란딘 합성의 억제제이다. 벤조산 및 페놀은 동일부위에 대해 훨씬 낮은 친화력을 갖는다. 표적친화력 값 및 수용체에 대한 점수들이 하기 표 A에 나와있다. 이 표에서 시뮬레이션 수용체는 o-살리실산에 대해 최대친화력을 갖는 것으로 나와있다.Target substrates used for the optimization of the receptors were benzene, phenol, benzoic acid and o-salicylic acid. Aspirin precursor o-salicylic acid is an inhibitor of prostaglandin synthesis by cyclooxygenase. Benzoic acid and phenol have much lower affinity for the same site. Target affinity values and scores for receptors are shown in Table A below. The simulated receptors in this table are shown to have maximum affinity for o-salicylic acid.

표적 화합물Target compound 표적 친화력Target affinity 총합친화력 점수Total Affinity Score 최대친화력 점수Affinity score 벤젠benzene 0.60.6 20.8820.88 3.383.38 페놀phenol 1.21.2 8.038.03 4.994.99 벤조산Benzoic acid 1.61.6 42.2342.23 12.9812.98 o-살리실산o-salicylic acid 4.44.4 80.3380.33 34.7134.71

시뮬레이션 수용체를 사용하여 3개 시험 기질을 평가하였다. 이들 화합물중 2개, 즉 m-살리실산과 p-살리실산은 o-살리실산 보다 낮은 활성을 보이는 것으로 알려졌다. 제 3의 화합물, 디플루시날은 살리실산보다 크거나 동일한 효과를 갖는 플루오르화 살리실산 유도체이다. 평가 결과는 하기 표 B에 나와있다.Three test substrates were evaluated using a simulated receptor. Two of these compounds, m-salicylic acid and p-salicylic acid, are known to have lower activity than o-salicylic acid. The third compound, diflusinal, is a fluorinated salicylic acid derivative having an effect greater than or equal to salicylic acid. The evaluation results are shown in Table B below.

표적 화합물Target compound 총합친화력 점수Total Affinity Score 최대친화력 점수Affinity score m-살리실산m-salicylic acid 45.945.9 12.312.3 p-살리실산p-salicylic acid 63.563.5 27.527.5 디플루시날Diflusinal 117117 71.271.2 o-살리실산o-salicylic acid 80.3380.33 34.7134.71

시뮬레이션 수용체를 사용하여 얻어진 결과들은 이들 화합물에 대한 약물학적 자료와 거의 일치한다: m-살리실산과 p-살리실산은 o-살리실산 보다 낮은 친화력점수를 가지며 디플루시날은 o-살리실산보다 더 큰 활성을 나타낸다.The results obtained using the simulated receptors are in close agreement with the pharmacological data for these compounds: m-salicylic acid and p-salicylic acid have lower affinity scores than o-salicylic acid and diflusinal shows greater activity than o-salicylic acid. .

이와 같은 활성 예측의 확실성을 더욱 증가시키기 위해 시뮬레이션 수용체를 더 개선하고 추가의 독립적으로 최적화된 수용체를 사용할 필요가 있을 것이다.To further increase the certainty of such activity predictions, it will be necessary to further refine the simulation receptors and to use additional independently optimized receptors.

제2부: 선택된 기능적 특색을 갖는 신규화합물 생성Part 2: Creating New Compounds with Selected Functional Features

신규리간드의 생성Creating a New Ligand

유사한 기능적 특색을 갖는 일련의 표적화합물에 대해 선택적 친화성을 갖도록 생성시킨 시뮬레이션 수용체의 개체군은 유사한 특색의 신규화합물을 도안하는데 사용될 수 있다. 단, 이때 이들 특색들은 모델화합물의 구조 또는 결합친화력과 밀접한 상관관계가 있어야 한다.Populations of simulated receptors generated with selective affinity for a series of target compounds with similar functional characteristics can be used to design novel compounds of similar characteristics. Provided that these features should be closely correlated with the structure or binding affinity of the model compound.

수용체와의 상호작용을 선택기준으로 사용하여, 수용체와 최적으로 접합되도록 신규의 화학구조를 개발시킬 수 있다. 이들 화합물은 수용체 선택성에 대한 필요/충분요건들을 충족시켜야 하므로 이 신규화합물들은 원래 분자표적들의 활성과 유사한 활성을 가질 가능성이 높다.Using the interaction with the receptor as a selection criterion, new chemical structures can be developed to optimally conjugate with the receptor. Since these compounds must meet the needs / sufficient requirements for receptor selectivity, these new compounds are likely to have activities similar to those of the original molecular targets.

공정 개략Process outline

1. 일련의 특성화된 표적화합물에 대해 최적화된 선택도를 갖는 시뮬레이션 수용체의 개체군은 생성시킨다. 어떤 경우엔 각기 다른 친화력특색을 갖는 몇가지 개체군을 생성하는 것이 바람직할 수도 있다.1. A population of simulation receptors with optimized selectivity for a series of characterized target compounds is generated. In some cases it may be desirable to create several populations with different affinity features.

예컨대, 선택된 표적부위의 성질을 모방하는 첫번째 시뮬레이션 수용체 개체군, 리간드를 그 원래 표적에 수송하는데 필요한 자리를 모방하는 두번째 시뮬레이션 수용체 개체군, 그리고 바람직하지 못한 부작용을 매개하는 표적부위를 모방하는 세번째 시뮬레이션 수용체 개체군을 포함한, 3개 개체군을 생성시킬 수 있다.For example, a first simulated receptor population that mimics the properties of a selected target site, a second simulated receptor population that mimics the site needed to transport ligand to its original target, and a third simulated receptor population that mimics a target site that mediates undesirable side effects. Three populations can be created, including.

이 예에서 신규의 리간드 구조 개발을 위해 처음의 두 수용체 개체군에 대한 친화력의 동시 최적화 및 제3개체군에 대한 친화력의 최소화가 필요할 수 있다.In this example, development of new ligand structures may require simultaneous optimization of affinity for the first two receptor populations and minimization of affinity for the third population.

2. 시뮬레이션 수용체 개체군(들)에 대한 신규의 기본구조를 결정한다.2. Determine a new framework for the simulation receptor population (s).

3. 시뮬레이션 수용체 개체군(들)을 이용하여 기본구조를 개조하고 친화력을 평가한다. 이와 같은 개조가 친화력 특색을 개선시키면, 개조된 구조를 다음단계 개조를 위해 선별해 둔다. 만일 아무런 개선이 없으면 다른 개조를 시험해 본다. 이전에 거절된 개조들을 다른 개조법과 조합하여 재도입할 수도 있다.3. Remodel the basic structure and evaluate the affinity using the simulated receptor population (s). If these modifications improve the affinity trait, the modified structure is screened for the next modification. If no improvement is found, try another modification. Modifications previously rejected may be reintroduced in combination with other modalities.

4. 적합한 친화력특색을 갖는 화합물이 얻어질 때까지 단계 3을 반복한다.4. Repeat step 3 until a compound with a suitable affinity characteristic is obtained.

주: 적합하게 차별화시키는 시뮬레이션 수용체를 사용하여 선택된 표적부위에 대한 준-최대친화력을 갖는 화학구조를 개발할 수 있다.Note: Appropriate differentiating simulation receptors can be used to develop chemical structures with quasi-maximal affinity for selected target sites.

1) 분자 유전형 암호 생성1) Generating Molecular Genotyping Codes

리간드 표현형(분자 구조)을 부호 스트링으로 표형되는 선형 유전형의 형태로 암호화시키면 진화론적 공정도중 리간드의 구조적 특색을 돌연변이, 재조합 및 유전시키는 공정을 수월하게 할 수 있다.Encoding a ligand phenotype (molecular structure) in the form of a linear genotype represented by a code string may facilitate the process of mutation, recombination and inheritance of the structural features of the ligand during evolutionary process.

본 실시예에 의해 개발된 리간드는 치환된 탄소골격으로 구성된다. 각 암호는 3개의 부호벡터로 구성된다. 제1암호벡터는 탄소골격생성을 위한 방향전환지령을 포함하고 골격내 각 탄소원자의 위치를 결정한다. 제2암호벡터는 각 탄소원자에 부착된 관능기들을 확인해준다. 제3암호벡터는 주 탄소에 대한 관능기의 위치를 규정해 준다. 탄소외의 원자가 들어있는 분자 골격(예: 에테르, 아미드 및 헤테로고리)은 골격내 탄소원자를 대체하는 원자종을 명시하도록 암호내에 추가부호를 사용하여 동종의 방법에 따라 제조될 수 있다.The ligand developed by this example consists of a substituted carbon skeleton. Each cipher consists of three code vectors. The first code vector includes a redirection instruction for carbon skeleton generation and determines the position of each carbon atom in the skeleton. The second code vector identifies the functional groups attached to each carbon atom. The third code vector defines the position of the functional group relative to the main carbon. Molecular backbones containing atoms other than carbon (eg ethers, amides and heterocycles) can be prepared according to homogeneous methods using additional symbols in the code to specify the atomic species replacing the carbon atoms in the backbone.

3차원의 사면체 좌표시스템의 결절들을 형성하는 일련의 점들로부터 탄소 골격이 만들어진다. 초기 골격조립과정중 가장 근접한 점들간의 거리는 알킬 탄소원자들간의 평균결합길이와 동일하다.The carbon skeleton is made from a series of points that form the nodules of a three-dimensional tetrahedral coordinate system. The distance between the nearest points in the initial skeletal assembly is equal to the average bond length between alkyl carbon atoms.

제1암호벡터: 리간드 골격 결정요소First Code Vector: Ligand Skeletal Determinants

제1암호벡터는 현 원자 위치에 대한 전환 방향을 확인하는 부호들로 구성된다. 각 전환 방향은 사면체 매트릭스내 다음 원자의 좌표를 명시한다. sp3탄소의 채워지지 않은 원자가에 상응하는 4개 방향(1, 2, 3, 4)을 각 원자로부터 취해낸다. 이들 탄소원자 각각은 4개의 가능한 상태(A, B, C, D)중 하나에 속한다. 이들 상태는 사면체 좌표 시스템내 별개 결절들의 수에 해당한다.The first code vector is made up of symbols that identify the direction of conversion to the current atomic position. Each direction of conversion specifies the coordinates of the next atom in the tetrahedral matrix. Four directions (1, 2, 3, 4) corresponding to the unfilled valence of sp 3 carbon are taken from each atom. Each of these carbon atoms belongs to one of four possible states (A, B, C, D). These states correspond to the number of distinct nodules in the tetrahedral coordinate system.

골격내 다음 원자에 대한 새 좌표와 전환 방향간의 관계는 다음 표에 주어져 있다. 하기의 두 표 B1과 B2는 리간드 조립에 필요한 두가지 방향전환 규칙을 구체화한 것이다.The relationship between the new coordinates and the direction of transition for the next atom in the skeleton is given in the following table. The two tables B1 and B2 below specify two redirection rules required for ligand assembly.

"돛단배" 규칙은 6개 구성원으로 된 닫힌 고리(시클로헥산)가 돛단배의 모양을 하고 있는 사면체 매트릭스 생성을 초래한다. "의자" 규칙은 시클로헥실고리가 의자모양을 취하는 매트릭스 생성을 초래한다. 암호생성중 이들 두 규칙을 조합하는 것도 가능하다. 본 실시예에선 돛단배 규칙만이 이용된다.The "Sailboat" rule results in the formation of a tetrahedral matrix in which a closed ring of 6 members (cyclohexane) is shaped like a sailboat. The "chair" rule results in the formation of a matrix in which the cyclohexyl ring is chaired. It is also possible to combine these two rules during cryptography. Only sailing boat rules are used in this embodiment.

돛단배 규칙이 이용되는 경우, 현재 위치 = (x, y, z)일 때 방향전환 후의 새 위치If sailboat rule is used, new position after redirection when current position = (x, y, z) 현재상태Current Status 전환 = 1Conversion = 1 전환 = 2Conversion = 2 전환 = 3Conversion = 3 전환 = 4Conversion = 4 AA (x-.75,y+.433,z-.5)(x-.75, y + .433, z-.5) (x+.75,y+.433,z-.5)(x + .75, y + .433, z-.5) (x,y-.864,z-.5)(x, y-.864, z-.5) (x,y,z+1)(x, y, z + 1) BB (x+.75,y-.433, z+.5)(x + .75, y-.433, z + .5) (x-.75,y-.433, z+.5)(x-.75, y-.433, z + .5) (x,y+.864,z+.5)(x, y + .864, z + .5) (x,y,z-1)(x, y, z-1) CC (x-.75, y+.433,z+.5)(x-.75, y + .433, z + .5) (x+.75,y+.433, z+.5)(x + .75, y + .433, z + .5) (x,y-.864,z+.5)(x, y-.864, z + .5) (x,y,z-1)(x, y, z-1) DD (x+.75, y-.433, z-.5)(x + .75, y-.433, z-.5) (x-.75, y-.433, z-.5)(x-.75, y-.433, z-.5) (x,y+.864,z-.5)(x, y + .864, z-.5) (x,y,z+1)(x, y, z + 1)

각 방향 전환은 새 원자의 상태를 특성화시킨다.Each redirection characterizes the state of the new atom.

방향전환 후의 새 상태New state after redirection

현재 상태Current Status 전환 = 1Conversion = 1 전환 = 2Conversion = 2 전환 = 3Conversion = 3 전환 = 4Conversion = 4 AA BB BB BB CC BB AA AA AA DD CC DD DD DD AA DD CC CC CC BB

의자 규칙이 이용되는 경우, 현재 위치 = (x, y, z)일 때 방향전환후의 새 위치If chair rule is used, new position after redirection when current position = (x, y, z) 현재 상태Current Status 전환 = 1Conversion = 1 전환 = 2Conversion = 2 전환 = 3Conversion = 3 전환 = 4Conversion = 4 AA (x-.75,y+.433,z-.5)(x-.75, y + .433, z-.5) (x+.75,y+.433,z-.5)(x + .75, y + .433, z-.5) (x,y-.864,z-.5)(x, y-.864, z-.5) (x,y,z+1)(x, y, z + 1) BB (x+.75,y-.433, z+.5)(x + .75, y-.433, z + .5) (x-.75,y-.433,z+.5)(x-.75, y-.433, z + .5) (x,y+.864,z+.5)(x, y + .864, z + .5) (x,y,z-1)(x, y, z-1) CC (x-.75,y-.433, z+.5)(x-.75, y-.433, z + .5) (x+.75,y-.433, z+.5)(x + .75, y-.433, z + .5) (x,y+.864,z+.5)(x, y + .864, z + .5) (x,y,z-1)(x, y, z-1) DD (x+.75,y+.433, z-.5)(x + .75, y + .433, z-.5) (x-.75,y+.433, z-.5)(x-.75, y + .433, z-.5) (x,y-.864,z-.5)(x, y-.864, z-.5) (x,y,z+1)(x, y, z + 1)

각 방향전환은 새 원자의 상태를 특성화시킨다.Each redirection characterizes the state of the new atom.

방향전환 후의 새 상태New state after redirection

현재 상태Current Status 전환 = 1Conversion = 1 전환 = 2Conversion = 2 전환 = 3Conversion = 3 전환 = 4Conversion = 4 AA BB BB BB CC BB AA AA AA DD CC DD DD DD AA DD CC CC CC BB

이들 관계를 이용하여 부호 1, 2, 3 및 4의 스트링으로 구성된 제1암호벡터를 해독함으로써 탄소원자의 3차원 배열을 만들 수 있다. 생성된 탄소원자 스트링을 뒤로 접거나 폐쇄루프로 만듬으로써 짧은 측쇄 또는 환구조를 만들수 있다. 특이적 환구조(예컨대, 시클로헥산)를 다음에 기술된 바와 같이 특이적 부호서열로 직접 통합시킬 수 있다.Using these relationships, one-dimensional arrays of carbon atoms can be made by deciphering the first codevector consisting of the strings 1, 2, 3 and 4. Short side chains or ring structures can be made by folding the resulting carbon atom strings back or by closing them with closed loops. Specific ring structures (eg cyclohexane) can be incorporated directly into specific coding sequences as described below.

제2암호벡터: 치환체Second Password Vector: Substituent

제1암호벡터와 길이가 같은 제2암호벡터를 제1암호벡터에 의하여 규정된 탄소원자에 부착되는 치환체의 유형을 정하는데 사용한다. 각 치환체는 단일부호에 의해 확인된다. 치환체들은 탄소골격에 한개씩 첨가된다. 한개의 탄소가 한개 이상의 치환체를 가질 수 있으나 이는 제1암호에 의해 한번 이상 규정된 경우에만 가능하다.A second code vector having the same length as the first code vector is used to determine the type of substituent attached to the carbon atom defined by the first code vector. Each substituent is identified by a single sign. Substituents are added one by one to the carbon skeleton. One carbon may have more than one substituent, but this is only possible if defined more than once by the first code.

본 실시예에서 제2암호벡터에 의해 규정된 치환체로 채워지지 않은 모든 원자가들은 리간드 제조공정중 수소원자에 의해 자동적으로 채워진다. 빈 원자가를 수소외의 원자로 채우기 위한 다른 규칙들을 적용할 수도 있다.In the present embodiment, all the valences not filled with the substituents defined by the second password vector are automatically filled by the hydrogen atoms during the ligand production process. Other rules may be applied to fill the empty valence with atoms other than hydrogen.

제3벡터: 치환된 결합 벡터Third Vector: Substituted Bond Vectors

제1암호벡터와 길이가 같은 제3암호벡터를 제2암호벡터에 의해 규정된 치환체 부착에 사용되는 원자가를 정하는데 사용한다. 제3암호는 제1암호용으로 규정된 방향전환지령을 각각 칭하는 부호 1, 2, 3 및 4로 구성된다.A third code vector having the same length as the first code vector is used to determine the valence used for attachment of the substituents defined by the second code vector. The third cipher is composed of symbols 1, 2, 3, and 4, respectively, which refer to the redirection instructions prescribed for the first cipher.

원자가가 제1암호벡터에 의해 규정된 탄소원자 또는 사전에 지정된 치환체에 의해 이미 채워져 있지 않을 경우에만 치환체가 할당된다. 양자택일적으로, 연속 치환체들이 이전에 미리 배정된 치환체들을 대체할 수도 있다.Substituents are assigned only if the valence is not already filled by the carbon atom defined by the first code vector or by a pre-designated substituent. Alternatively, consecutive substituents may replace previously assigned substituents.

2) 암호창작2) Creation of password

탄소골격을 만들기 위해 세트 {"1", "2", "3", "4"}에 속하는 부호들의 무작위 서열을 생성시켜 제1암호를 만든다. 헤테로고리구조, 에테르, 아미드, 이미드 및 카르복실 화합물은 골격내 탄소원자를 제2암호에 따라 규정된 다른 원자에 의해 치환함으로써 제조될 수 있다.The first code is made by generating a random sequence of symbols belonging to the set {"1", "2", "3", "4"} to make the carbon skeleton. Heterocyclic structures, ethers, amides, imides and carboxyl compounds can be prepared by substituting carbon atoms in the backbone with other atoms as defined in the second code.

제2암호는 치환체 유형을 확인하는 부호들의 무작위 서열로부터 생성된다. 부호들의 빈도수는 암호 생성에 앞서 고정되거나 또는 임의의 수일 수 있다.The second code is generated from a random sequence of symbols identifying the type of substituent. The frequency of the codes may be fixed or any number prior to cryptographic generation.

제3암호는 세트 {"1", "2", "3", "4"}에 속하는 부호들로 구성된다. 고리구조는 특정부호서열들을 제1암호에 첨가함으로써 고의적으로 (무작위 생성이 아닌) 조립할 수 있다. 예컨대, "431413"는 시클로헥실고리를 암호화한다. 총 24개 스트링이 사면체 매트릭스내 시클로헥실고리의 가능한 모든 배향을 암호화한다. 고리 제1암호를 위한 제2 및 제3암호벡터는 전술한 바와 같이 제작된다. 모듈 10은 고리가 있는 탄소골격을 만들어 내는 암호창작예의 흐름도를 보여준다.The third cipher consists of the symbols belonging to the set {"1", "2", "3", "4"}. The ring structure can be assembled deliberately (not randomly) by adding specific code sequences to the first code. For example, "431413" encodes a cyclohexyl ring. A total of 24 strings encode all possible orientations of the cyclohexyl ring in the tetrahedral matrix. The second and third code vectors for the ring first code are produced as described above. Module 10 shows a flow diagram of a cryptographic example that produces a looped carbon skeleton.

탄소원자골격의 부분을 이루는 고리로부터의 입력 및 출력점의 상대적 위치는 고리생성에 사용된 부호서열의 길이에 의해 결정된다. 구체적으로, 서열이 6개 부호, 예컨대 431413를 포함할 경우, 입력점과 출력점은 고리의 동일구성원일 것이다. 서열이 초기 6개 부호를 부분적으로 반복하고 그 외에 추가부호를 포함하는 경우엔 입력점과 출력점이 고리의 동일 구성원이 아닐 것이다. 예컨대, 서열 4314134와 43141343141은 입력점에 인접한 고리의 구성원에 출력점이 위치한 고리들을 생성시킬 것이다.The relative position of the input and output points from the ring that forms part of the carbon atom skeleton is determined by the length of the code sequence used to generate the ring. In particular, if the sequence comprises six symbols, such as 431413, the input and output points will be the same member of the ring. If the sequence partially repeats the initial six symbols and additionally contains additional symbols, the input and output points will not be the same member of the ring. For example, SEQ ID NOs: 4314134 and 43141343141 will produce rings in which the output point is located in a member of the ring adjacent to the input point.

본 실예에서 고리들은 6개 또는 그 이상의 부호로 된 서열들을 암호에 추가함으로써 골격에 첨가된다. 431413으로 정의된 고리의 경우 가능한 서열들은 다음과 같다:In this example, the rings are added to the backbone by adding six or more signed sequences to the code. For the ring defined as 431413 the possible sequences are:

431413431413

43141344314134

4314134343141343

431413431431413431

43141343144314134314

4314134314143141343141

431413431413431413431413

431413431413431413431413

신규리간드 유전형 제조를 위해 제시된 규정들을 사용하여 기타 다른 화학구조들을 선형 형태로 암호화시킬 수 있다 (리간드에 진화론적 공정 도입을 위해 또는 저장용으로). 예컨대 공지의 약물을 선형형태로 암호화시켜, 이를 기능성질이 유사하거나 또는 향상된 신규리간드를 전개시키기 위한 출발점으로 사용할 수 있다. 마찬가지로, 공통표적부위와 상호작용하는 일련의 약물을 선형 형태로 암호화시켜, 이를 재조합에 사용할 수도 있다.Other chemical structures can be encoded in linear form using the provisions proposed for the preparation of novel ligand genotypes (for introduction of evolutionary processes into the ligand or for storage). For example, known drugs can be encoded in a linear form and used as a starting point for developing novel ligands with similar or improved functionality. Similarly, a series of drugs that interact with the common target site can be encoded in a linear form and used for recombination.

3) 암호번역 및 리간드제작3) Code translation and ligand production

암호벡터를 다음과 같은 3개 단계의 번역공정에 따라 리간드의 3차원 표현형태로 전환시킨다.The coding vector is converted into the three-dimensional representation of the ligand according to the three steps of translation process.

첫단계에서는 제1암호를 이용하여 탄소원자골격을 제작한다. 두번째 단계에서는 제2 및 제3암호벡터의 지령을 이용, 탄소 골격에 치환체들을 첨가한다. 제2 및 제3암호벡터의 지령들은 골격내 탄소원자를 다른 원자로 대체시키는 역할을 담당하기도 한다. 제2 및 제3암호의 지령들은 기본 골격의 일부를 이루는 탄소 또는 다른 원자상에 존재하는 이용가능한 원자가의 배향 및 수를 변화시킬 수도 있다. 예컨대, 카르보닐 산소의 첨가는 2개의 빈 원자가를 채워준다. 세번째 단계에서는 두번째 단계에서 치환체에 의해 채워지지 않은 모든 원자가를 수소 원자(달리 명시되지 않는한)로 채워준다.In the first step, the carbon atom skeleton is manufactured using the first password. In the second step, substituents are added to the carbon skeleton using the instructions of the second and third password vectors. The instructions of the second and third code vectors also serve to replace other carbon atoms in the skeleton. Instructions in the second and third codes may change the orientation and number of available valences present on carbon or other atoms that form part of the base skeleton. For example, the addition of carbonyl oxygen fills two empty valences. In the third step, all valences not filled by substituents in the second step are filled with hydrogen atoms (unless otherwise specified).

제1해독: 리간드 골격 제작First Detoxification: Ligand Skeleton Construction

제1해독과정에서는 제1암호벡터로부터의 방향전환지령을 사용하여 각 탄소원자의 위치를 지정한다. 첫번째 원자는 좌표계의 원점에 위치하는 것으로 가정한다. 또한 첫번째 원자는 매트릭스내 상태 A를 점령하는 것으로 가정한다.In the first decoding process, the position of each carbon atom is specified by using the redirection command from the first code vector. The first atom is assumed to be located at the origin of the coordinate system. It is also assumed that the first atom occupies state A in the matrix.

해독은 순차적으로 진행된다. 제1해독과정의 결과는 골격내 n개 탄소원자 각각의 x, y 및 z 좌표를 포함하는 3 x n 매트릭스이다. 루프와 반전이 허용되기 때문에 공간내 동일 위치가 1개 이상의 탄소원자에 의해 점유될 수도 있다. 이 경우, 단지 한개의 탄소원자만이 그 위치를 점유하는 것으로 가정한다. 그 결과 완성된 골격을 이루는 탄소원자의 수는 제1암호벡터내 부호의 수보다 적어질 수 있다.Detoxification proceeds sequentially. The result of the first decoding process is a 3 x n matrix containing the x, y and z coordinates of each of the n carbon atoms in the skeleton. Because loops and inversions are allowed, the same location in space may be occupied by one or more carbon atoms. In this case, it is assumed that only one carbon atom occupies that position. As a result, the number of carbon atoms constituting the completed skeleton may be less than the number of codes in the first code vector.

제1암호가 해독됨에 따라 각 탄소위치에 부착된 치환체를 확인하는 리스트가 제2암호로부터 작성된다. 이와 동시에 각 치환체에 의해 점유된 원자가를 지정하는 평행 리스트가 제3암호로부터 작성된다.As the first code is decoded a list is created from the second code that identifies the substituents attached to each carbon position. At the same time, a parallel list specifying the valences occupied by each substituent is created from the third code.

제2해독: 치환체첨가Second reading: adding a substituent

제1해독과정중 제2암호로부터 작성된 리스트를 기초로 치환체들을 각 탄소원자에 순차적으로 첨가한다. 제3암호로부터의 상응되는 값들을 사용하여 주 탄소에 대한 치환체의 원자가 위치를 지정한다.Substituents are added sequentially to each carbon atom based on the list prepared from the second code during the first readout process. Corresponding values from the third code are used to specify the valence position of the substituent relative to the main carbon.

그 위치가 이미 인근 탄소원자 또는 미리 지정된 치환체에 의해 점유되어 있으면 치환이 이루어지지 않는다. 양자택일적으로, 점유되어 있지 않은 다음 위치에서 치환을 실시하거나 미리 지정된 치환체를 새로 치환함으로써 해독 과정을 진행할 수도 있다.If the position is already occupied by a nearby carbon atom or a predetermined substituent, no substitution is made. Alternatively, the translation process may be performed by performing substitution at the next unoccupied position or by newly replacing a predetermined substituent.

치환체 및 탄소 원자간의 거리는 결합 길이의 조사표로부터 계산된다. 위치 자료 및 결합 길이를 이용하여 치환체의 좌표를 계산한다. 히드록실, 니트로 및 아미노기와 같은 다성분 치환체의 경우 치환체내 각 원자의 좌표는 주 탄소를 기준으로 계산한다.The distance between the substituents and the carbon atoms is calculated from the table of bond lengths. The position data and the bond length are used to calculate the coordinates of the substituents. In the case of multicomponent substituents such as hydroxyl, nitro and amino groups, the coordinates of each atom in the substituent are calculated on the basis of the main carbon.

제2암호벡터에 의해 지정된 모든 치환체를 골격에 첨가한 후, 골격내 남아있는 채워지지 않은 모든 위치들은 수소원자로 채운다. 수소 sp3-탄소결합길이를 이용하여 각 수소원자의 좌표를 계산한다.After adding all substituents specified by the second password vector to the backbone, all remaining unfilled positions in the backbone are filled with hydrogen atoms. Calculate the coordinates of each hydrogen atom using the hydrogen sp 3 -carbon bond length.

한개의 탄소원자가 한개 이상의 비-수소치환체를 취할 수 있다. 이와 같은 상황은 동일위치가 제1암호벡터에 의해 한번 이상 지정되는 경우 일어난다. 제2암호를 직접 이용하는 다중치환이 손쉽게 실시가능하기는 하나, 본 실예에서는 이를 채택하지 않는다.One carbon atom may take one or more non-hydrogen substituents. This situation occurs when the same position is designated more than once by the first password vector. Although multiple substitution using the second password directly is readily feasible, this embodiment does not employ it.

치환은 리간드골격을 형성하는 탄소원자에 의해 점유되지 않은 위치에서만 허용된다. 사면체 매트릭스내 점유된 모든 위치에 대한 누적 리스트를 작성한다.Substitutions are only allowed at positions not occupied by the carbon atoms forming the ligand backbone. Create a cumulative list of all occupied positions in the tetrahedral matrix.

제2해독과정중 리간드를 구성하는 모든 원자의 유형, 반경 및 위치에 대한 리스트를 작성한다. 이 리스트는 이후의 표적생성을 위한 기초자료가 된다.Make a list of the types, radii, and positions of all atoms that make up the ligand during the second readout. This list serves as the basis for future target generation.

해독공정의 이 단계에서는 암호서열로부터 생성된 구조의 이용가능성이 평가되지 않는다. 어떤 경우엔 원자좌표를 에너지최소화프로그램에 입력하여 보다 더 현실적인 구조를 생성시킬 수도 있다. 그러나 본 실예에서는 결합중 리간드의 원자배열에 관한 아무런 가정도 취하지 않는다.At this stage of the decryption process, the availability of structures generated from cryptographic sequences is not evaluated. In some cases, atomic coordinates can be entered into energy minimization programs to produce more realistic structures. However, this example makes no assumptions about the atomic arrangement of the ligands during binding.

또한 본 실예에서는 동일 분자의 특정 원자배열의 구조상 독특성이 보존된다. 예컨대 본 실예에서는 부탄의 3개 회전 이성질체들간의 구별이 가능하며 각 이성질체가 독특한 분자로 취급된다.In addition, in this embodiment, the unique characteristic of the structure of a specific atomic arrangement of the same molecule is preserved. For example, in this example it is possible to distinguish between the three rotational isomers of butane and each isomer is treated as a unique molecule.

암호벡터는 상응되는 리간드의 유전형을 구성하며 리간드구조에 변화를 초래하는 돌연변이 및 재조합을 거칠 수 있다. 리간드구조자체는 가상수용체의 선택된 개체군과의 결합친화력평가에 이용되는 표현형이다.The coding vector constitutes the genotype of the corresponding ligand and can undergo mutation and recombination resulting in a change in ligand structure. Ligand constructs themselves are phenotypes used in the evaluation of binding affinity of virtual receptors to selected populations.

4) 표적 프리젠테이션4) Target Presentation

화학구조 또는 표적리간드는 원래 무작위적으로 생성된 암호로부터 조립된다. 해독과정후 표적리간드내 각 원자의 좌표, 반경, 쌍극 모멘트 및 극성화도를 조사표로부터 알아내어, 이를 리간드 및 가상수용체의 선택된 개체군간의 결합친화력평가에 사용한다.The chemical structure or target ligand is assembled from the original randomly generated code. After the detoxification process, the coordinates, radius, dipole moment and polarization of each atom in the target ligand are obtained from the lookup table and used for the evaluation of binding affinity between selected populations of ligands and virtual receptors.

가상수용체 각각에 대한 표적의 친화력을 수용체표면에 대한 표적의 여러가지 배향을 대상으로 시험한다. 리간드 및 시뮬레이션 수용체의 상대적 배향에 관한 가정은 취하지 않는다. 결합친화력평가에 앞서 표적과 수용체를 접촉시켜야 한다. 표적 프리젠테이션 및 화학구조와 시뮬레이션 수용체간의 친화력계산방법은 공지의 표적분자와 시뮬레이션 수용체에 관한 모듈 4의 과정에 대해서 앞서 기재된 바와 본질상 동일하다.The affinity of the target for each of the virtual receptors is tested for various orientations of the target to the receptor surface. No assumptions are made about the relative orientation of the ligand and the simulated receptor. Prior to binding affinity evaluation, the target should be contacted with the receptor. The method of calculating the affinity between the target presentation and chemical structure and the simulated receptor is essentially the same as described above for the procedure of Module 4 for known target molecules and the simulated receptor.

5) 결합친화력 및 접합성평가5) Binding affinity and bond evaluation

접합성평가에 사용된 각 시뮬레이션 수용체에 대한 표적리간드의 결합친화력은 표적분자를 사용한 시뮬레이션 수용체 생성에 기술된 바와 같은 동일한 유효친화력계산방법을 이용하여 계산된다. 전술한 바와 같이, 다른 기준을 이용한 친화력 계산을 접합성시험공정에 통합시킬 수도 있으나 본 발명의 컴퓨터효율 및 효과는 가상수용체 생성 및 시뮬레이션 수용체 개체군을 사용한 화학구조생성을 위한 동일한 유효친화력 계산의 이용에 부분 의존한다.The binding affinity of the target ligand for each simulated receptor used for conjugation evaluation is calculated using the same effective affinity calculation method as described for the generation of simulated receptors using target molecules. As mentioned above, affinity calculations using other criteria may be incorporated into the conjugation test process, but the computer efficiencies and effects of the present invention are part of the use of the same effective affinity calculations for virtual receptor generation and chemical structure generation using simulated receptor populations. Depends.

6) 리간드에 진화론적 공정도입6) Evolutionary process introduction into ligands

접합성의 수준 시험Level test of adhesion

시뮬레이션 수용체의 선택된 개체군과 신규리간드 또는 화학구조간의 접합성 정도는 리간드에 대한 표적활성 또는 친화력값을 시뮬레이션 수용체-리간드복합체에 대해 얻어진 값들과 비교함으로써 평가된다. 최적선택성을 갖는 가상수용체의 최대친화력은 표적친화력척도와 밀접한 상관관계를 가질 것이다. 이와 같은 상관관계를 향상시키기 위해 진화론적 공정을 연속 반복한다.The degree of conjugation between the selected population of the simulated receptor and the new ligand or chemical structure is assessed by comparing the target activity or affinity value for the ligand with the values obtained for the simulated receptor-ligand complex. The maximum affinity of the virtual receptor with optimal selectivity will be closely correlated with the target affinity measure. Evolutionary processes are repeated in order to improve this correlation.

표적값은 결합친화력의 어떠한 수준으로도 맞출수 있다. 리간드가 선택공정에 사용된 모든 가상수용체에 대해 동일한 결합친화력을 가질 필요는 없다. 본 실예에서는 공지기질에 대한 최적화 가상수용체의 최대결합친화력을 사용하여 표적친화력을 계산한다. 예컨대, 표적 결합친화력을 특정 기질에 대한 가상수용체 개체군 각 구성원의 결합친화력의 90%에 맞출수 있다. 또는 리간드와 가상수용체간의 상호작용이 최소화되어야 하는 경우엔 표적결합친화력을 0으로 맞출 수 있다.The target value can be adjusted to any level of binding affinity. The ligand does not have to have the same binding affinity for all the virtual receptors used in the selection process. In this example, the target affinity is calculated using the maximum binding affinity of the optimized virtual receptor for the known substrate. For example, the target binding affinity can be tailored to 90% of the binding affinity of each member of the virtual receptor population for a particular substrate. Alternatively, if the interaction between the ligand and the virtual receptor should be minimized, the target binding affinity can be set to zero.

다른 세트의 기질에 대해 최적화된 시뮬레이션 수용체들을 조합시키고 선택된 표적친화력값을 각 수용체와 연결시킴으로써 특정결합친화력프로파일을 갖는 신규의 리간드가 선택될 수 있다. 리간드접합성은 계산된 리간드 결합친화력과 표적친화력 값이 얼마만큼 잘 맞는가를 결정해준다. 최적화공정은 리간드접합성을 최대화시킨다.New ligands with specific binding affinity profiles can be selected by combining simulation receptors optimized for different sets of substrates and linking selected target affinity values with each receptor. Ligand conjugation determines how well the calculated ligand binding affinity matches the target affinity value. The optimization process maximizes ligand conjugation.

최대결합친화력을 위한 리간드의 최적배향은 시험전엔 알려지지 않는다.수용체-리간드 친화력범위에 관한 대표적 값을 얻기 위해선 각 신규리간드를 수용체 표면에 대해 각기 다른 무작위 원자배열을 이용하여 반복 시험해야 한다. 각 시험은 친화력평가를 위해 제1부에 기술된 모듈 4를 이용한다. 일반적으로, 얻어진 최대친화력값은 견본크기에 따라 좌우되는데, 이는 견본이 클수록 진정한 최대값을 포함할 가능성이 훨씬 커지기 때문이다.The optimal orientation of the ligand for maximal binding affinity is not known before testing. To obtain representative values for the receptor-ligand affinity range, each new ligand should be repeated tested with different random atomic arrangements on the receptor surface. Each test uses Module 4 as described in Part 1 for affinity assessment. In general, the maximum affinity value obtained depends on the sample size, since the larger the sample, the greater the likelihood of containing a true maximum.

최적화된 신규리간드 또는 화학구조생성을 위해 대규모 견본세트를 사용해야 할 필요를 없애기 위해 다음과 같은 두가지 기술이 본 실예에 사용된다:Two techniques are used in this example to eliminate the need to use large sample sets for optimized new ligand or chemical structure generation:

1. 최적화된 친화력 프로파일의 리간드선별을 위해 최대친화력과 평균(또는 총합) 친화력을 결합한 척도를 이용.1. Using a measure that combines maximum affinity and average (or total) affinity for ligand selection of an optimized affinity profile.

2. 최적화공정의 연속적 반복으로 시험배향의 수를 증차적으로 증가시킴. (최적화는 적은 세트의 표적배향으로부터 출발, 더 큰 접합성의 리간드가 생성됨에 따라 더 많은 배향을 시험함).2. Successive iterations of the optimization process increase the number of test orientations incrementally. (Optimization starts from a small set of target alignments, testing more orientation as more ligands of greater conjugation are produced).

본 실예에서는 각 리간드의 모든 시험배향에 대해서 얻어진 친화력 값에 대하여 총합이 계산된다. 이 총합친화력 점수는 수용체와 리간드간 평균친화력의 척도이다. 동시에 최대친화력값도 측정된다.In this example, the sum is calculated for the affinity values obtained for all test orientations of each ligand. This total affinity score is a measure of the average affinity between the receptor and the ligand. At the same time the maximum affinity value is also measured.

총합 및 최대친화력을 이용, 가상수용체와 신규리간드간의 접합성 정도를 시험한다. 각 신규리간드의 접합성은 최대친화력과 총합친화력의 계산값과 이들 변수들에 대한 표적 값들간의 차이에 따라 평가된다. 본 실예에서 이 값은 각 신규리간드-시뮬레이션 수용체 쌍에 대한 접합도 점수로 계산된다:The total and maximum affinity are used to test the degree of adhesion between the virtual receptor and the new ligand. The conjugation of each new ligand is evaluated according to the difference between the calculated values of maximum affinity and total affinity and the target values for these variables. In this example this value is calculated as the conjugation score for each novel ligand-simulated receptor pair:

+

접합성은 접합성점수가 0일때 최대이다. 표적최대친화력 및 표적총합친화력은 전술한 바와 같이 최적화된 가상수용체를 전개시키는 도중 얻어진 회귀함수로부터 얻어진다. 표적값들은 다음과 같은 식에 따라 얻어진다:Bondability is maximum when the bond score is zero. The target maximum affinity and target total affinity are obtained from the regression function obtained during the development of the optimized virtual receptor as described above. Target values are obtained according to the following equation:

표적최대친화력 = f x 가상수용체 생성에 사용된 가장 유력한 기질의 최대친화력Target affinity = f x maximum affinity of the most potent substrate used to generate the virtual receptor

표적 총합친화력 = f x 가상수용체 생성에 사용된 가장 유력한 기질의 총합친화력Target affinity = f x total affinity of the most potent substrate used to generate the virtual receptor

(상기식에서 f = 스케일링 인자)(Where f = scaling factor)

한개 이상의 시뮬레이션 수용체가 리간드접합성평가에 사용될 경우엔 각 리간드-시뮬레이션 수용체 쌍의 접합성 점수를 합산한다.If more than one simulated receptor is used for ligand conjugation evaluation, the conjugation scores of each ligand-simulated receptor pair are summed.

이 경우 접합성은 접합성점수의 합이 0일때 최대화된다. 어떤 경우엔 각기 다른 시뮬레이션 수용체에 대해 신규리간드를 시험할때 최대친화력점수만을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이 경우 접합성은 하기 식에 따라 계산된다:In this case, the bonding is maximized when the sum of the bonding scores is zero. In some cases, it may be desirable to use only the maximum affinity score when testing new ligands for different simulated receptors. In this case the junction is calculated according to the following formula:

이 경우의 접합성도 접합성 점수의 합이 0일때 최대화된다. 다른 방법, 예컨대 기하학적 수단을 사용하는 방법도 일련의 시뮬레이션 수용체에 대해 시험된 리간드의 총접합성을 측정하는데 사용될 수 있다.The junction in this case is also maximized when the sum of the junction scores is zero. Other methods, such as using geometric means, can also be used to determine the total conjugation of ligands tested for a series of simulated receptors.

각 시뮬레이션 수용체에 대해 얻어진 최대친화력값과 총합친화력값을 모두 사용하면 가상수용체의 선택성이 리간드 접합성평가에 내포될 수 있다. 이로써 리간드의 접합성이 리간드의 친화력을 반영할뿐만 아니라 선택성의 기준이 되는 가상수용체의 입체적 요건충족을 반영해 준다.By using both the maximum affinity value and the total affinity value obtained for each simulated receptor, the selectivity of the virtual receptor can be implicated in the ligand conjugation evaluation. This not only reflects the affinity of the ligand, but also reflects the conformational requirements of the virtual receptor, which is the standard of selectivity.

6a) 최적화 공정6a) Optimization process

목적purpose

이 공정의 목적은 일련의 시뮬레이션 수용체에 대해 선택된 표적친화력을 갖는 신규리간드를 진화론적으로 생성시키기 위한 것이다. 25개 지령을 포함하는 가능한 유전형의 총수는 25625이므로 고도로 효과적인 해답찾기 메카니즘이 필요하다.The purpose of this process is to evolutionarily generate new ligands with selected target affinity for a series of simulated receptors. The total number of possible genotypes, including 25 instructions, is 25625, which requires a highly effective solution-finding mechanism.

공정fair

(1) 단계 1: 리간드를 암호화하는 일련의 무작위 유전형을 생성시킨후 일련의 시뮬레이션 수용체에 대해 선별하여 접합성한계값을 초과하는 리간드를 선택한다.(1) Step 1: Generate a series of random genotypes encoding ligands and select for a series of simulated receptors to select ligands that exceed the conjugation limit.

(2) 단계 2: 선택된 유전형을 유전연산법(재조합) 및 단일방향 돌연변이기술을 이용한 후속 최적화공정의 기초로 사용한다. 선택된 유전형을 돌연변이화시킴으로써, 재조합용으로 각기 독특하기는 하나 서로 관련된 유전형의 품종개량개체군을 생성시킨다.(2) Step 2: The selected genotype is used as the basis for subsequent optimization using genetic computation (recombination) and unidirectional mutation techniques. By mutating the selected genotypes, a group of breeders of genotypes that are unique for recombination but are related to each other are produced.

(3) 선택성이 가장 높은 돌연변이체를 개체군으로부터 선택하여 재조합용으로 사용한다.(3) The mutants with the highest selectivity are selected from the population and used for recombination.

(4) 단계 3: 선택성 돌연변이체들을 재조합시켜 새로운 유전형을 생성시킨다. 생성된 유전형들로부터 친화력접합성이 가장 높은 유전형들을 선택한다. 이와 같은 부개체군을 다음 재조합에 사용하거나(단계 3 반복) 또는 돌연변이생성에 사용한다(단계 4 반복).(4) Step 3: Recombine the selective mutants to generate a new genotype. From the resulting genotypes, the genotypes with the highest affinity junctions are selected. This subpopulation is used for the next recombination (step 3 repeat) or for mutagenesis (step 4 repeat).

(5) 단계 4: 최상의 재조합 생성물을 취하여 반복 점돌연변이를 적용함으로써 선택성을 향상시킨다.(5) Step 4: Improve selectivity by taking the best recombinant product and applying repeated point mutations.

(6) 바람직한 접합성의 리간드가 생성됐을 때 최적화 공정을 완료한다.(6) The optimization process is completed when the ligand of the desired conjugate is produced.

단계 1: 진화론적 공정 - 제1 암호의 생성Phase 1: Evolutionary Process-Generation of the First Cryptography

최적화공정 첫번째 단계의 목적은 최소수준의 접합성을 갖는 유전형 및 이에 상응되는 리간드표현형을 생성시키는 것이다. 이 유전형을 관련유전형 개체군생성에 사용한다.The purpose of the first step of the optimization process is to generate genotypes with the lowest levels of conjugation and corresponding ligand phenotypes. This genotype is used to generate related genotype populations.

각종 문제에 대한 최적해답을 찾기 위해 홀랜드에 의해 개발된 유전연산이 사용될 수 있다. 이 기술은 원래 무작위세트의 대규모 해답을 사용하여 적용되는 것이 보통이다.Genetic operations developed by Holland can be used to find optimal solutions to various problems. This technique is usually applied using a large random set of solutions.

본 실예에서는 높은 선택성 친화력의 리간드를 찾기 위해 필요한 시험수 및 반복수를 줄이기 위해 이 기술을 상당히 개조시킨다. 이와 같은 개조는 밀접하게 관련된 일련의 유전형들을 초기 개체군으로 사용하고 각 반복시 높은 돌연변이율을 적용함으로써 성취된다.In this example, the technique is significantly modified to reduce the number of tests and the number of iterations needed to find ligands of high selectivity. Such modifications are achieved by using a series of closely related genotypes as initial populations and applying high mutation rates at each iteration.

어떠한 세트의 표적 화합물에 있어서도 최적 친화력 특성을 갖는 별개의 리간드들을 개발할 수 있다. 예컨대, 수용체들은 동일한 표적들과 각기 다른 배향에서 최적 결합을 할 수 있다. 밀접하게 연관된 유전형의 초기 개체군을 사용하면 최적화 공정이 단일 해답에 집중될 가능성이 크게 증가한다. 관련되지 않은 유전형들을 재조합시키면 증가된 접합성의 신규 유전형을 생성시킬 수는 있으나 분기의 가능성이 훨씬 커진다.For any set of target compounds, separate ligands can be developed that have optimal affinity properties. For example, receptors can optimally bind to the same targets in different orientations. Using an initial population of closely related genotypes greatly increases the likelihood that the optimization process will be concentrated on a single solution. Recombination of unrelated genotypes can produce new genotypes with increased conjugation, but with greater potential for branching.

단계 2: 리간드 돌연변이Step 2: Ligand Mutation

진화론적 공정 두번째 단계의 목적은 기본유전형으로부터 파생된, 독특하면서도 서로 관련된 유전형들의 개체군을 생성시키는 것이다. 이 개체군의 구성원들은 재조합체 생성에 사용한다. 이 품종개량 개체군은 기본유전형의 다중돌연변이에 의해 만들어진다. 생성된 유전형들을 번역하고 그 선택성을 선별한다. 선택성이 가장 높은 생성물들을 재조합용으로 사용한다.The goal of the second step in evolutionary processes is to create a population of unique and related genotypes derived from the base genotype. Members of this population are used to generate recombinants. This breeding population is created by multiple mutations of the basic genotype. The resulting genotypes are translated and their selectivity is selected. Products with the highest selectivity are used for recombination.

리간드구조를 암호화하는 유전형(암호 벡터)내 부호를 변화시킴으로써 리간드를 돌연변이화시킨다. 돌연변이는 리간드의 모양뿐 아니라 리간드상에 존재하는 관능기의 유형 및 관능기의 위치를 변화시킨다. 본 실예에서 돌연변이는 리간드 골격을 구성하는 탄소의 수를 변화시킬 수 있다. 모듈 11은 다중 점돌연변이를 위한 견본 공정의 흐름도이다.Ligands are mutated by changing the code in the genotype (coding vector) encoding the ligand structure. Mutations change the shape of the ligand as well as the type of functional group present on the ligand and the position of the functional group. In this example, mutations can change the number of carbons that make up the ligand backbone. Module 11 is a flowchart of a sample process for multiple point mutations.

돌연변이는 리간드표현형의 접힘패턴을 변화시켜 관능기의 모양 및 노출 또는 위치에 변화를 초래할 수 있다. 리간드표현형의 주변부위 원자배열에 영향을 미치는 돌연변이는 수용체중심에 대한 위치이동을 초래할 수 있다.Mutations can alter the folding pattern of ligand phenotypes resulting in changes in the shape and exposure or location of the functional group. Mutations affecting the arrangement of the marginal regions of the ligand phenotype can result in position shifts to the receptor center.

중성돌연변이Neutral mutation

모든 돌연변이가 표현형의 구조를 변화시키나, 모든 돌연변이가 리간드의 관능성에 변화를 미치는 것은 아니다. 이와 같은 중성돌연변이는 친화력에 영향을 미치지 않는 리간드 성분들을 변경시킬 수 있다. 어떤 경우엔 이들 중성돌연변이가 차후 돌연변이와 결합돼 상승적 효과를 낳기도 한다.Not all mutations change the structure of the phenotype, but not all mutations change ligand functionality. Such neutral mutations can alter ligand components that do not affect affinity. In some cases, these neutral mutations can be combined with subsequent mutations to produce a synergistic effect.

서열돌연변이Sequence mutation

서열돌연변이는 암호내 부호를 직접 변화시키지 않는 대신 암호내 부호의 서열을 재배열시킨다. 서열돌연변이는 리간드의 크기, 구조적 형태 및 관능기의 존재와 위치를 변경시킬 수 있다. 본 실예에는 다음과 같은 네가지 유형의 서열돌연변이가 사용된다:Sequence mutations do not directly change the code within the code but instead rearrange the sequence of code within the code. Sequence mutations can alter the size, structural form and presence and position of functional groups of the ligand. Four types of sequence mutations are used in this example:

a) 삭제: 암호로부터 일련의 부호를 제거함.a) Delete: Remove a sequence of codes from a password.

ABCDEA ⇒ ABEAABCDEA ⇒ ABEA

b) 반전: 암호내 서열을 구성하는 부호들의 순서를 반전시킴.b) inversion: reverse the order of the symbols that make up the sequence within the code.

ABCDEA ⇒ ABDCEAABCDEA ⇒ ABDCEA

c) 중복: 암호의 일부를 구성하는 일련의 부호들을 반복시킴.c) redundancy: repeating a sequence of codes that form part of a cipher.

ABCDEA ⇒ ABCDCDEAABCDEA ⇒ ABCDCDEA

d) 삽입: 암호내에 일련의 부호들을 삽입시킴.d) Insertion: Insert a sequence of codes into a cipher.

ABCDEA ⇒ ABCDBCEAABCDEA ⇒ ABCDBCEA

본 실예에서는 돌연변이들을 조합하여 적용한다. 모듈 12는 견본 서열돌연변이의 흐름도를 보여준다.In this example, the mutations are applied in combination. Module 12 shows a flow chart of sample sequence mutations.

단계 3: 재조합 암호의 생성Step 3: Generation of Recombinant Passwords

재조합 공정중, 선택된 유전형들간에 무작위로 선택된 상보부위들이 교환된다. 재조합의 목적은 향상된 접합성의 신규유전형을 생성시키는 것이다. 재조합은 표현형접합성에 필수적인 유전형단편들을 보존하는 동시에 신규지령들의 조합을 도입할 수 있도록 해준다. 일반적으로, 재조합을 선택과 결합하여 사용함으로써 선택성의 신속한 최적화를 초래할 수 있다. 모듈 13은 재조합의 견본과정 흐름도를 보여준다.During the recombination process, randomly selected complementary sites are exchanged between selected genotypes. The purpose of recombination is to create novel genotypes with improved conjugation. Recombination preserves the genotyping fragments essential for phenotypic conjugation while allowing the introduction of a combination of new instructions. In general, the use of recombination in combination with selection can result in rapid optimization of selectivity. Module 13 shows a sample flow chart for recombination.

본 실예에선 재조합에 사용된 개체군을 취하여 시험한다. 이로써 높은 선택성의 유전형이 낮은 접합성의 유전형으로 대체되는 것을 방지할 수 있다. 본 실예에선 시험에 앞서 재조합 유전형의 50%에 다중 돌연변이를 적용한다. 이 공정은 재조합 개체군내 다양성을 증가시켜 준다.In this example, the population used for recombination is taken and tested. This prevents the replacement of high selectivity genotypes with low junctional genotypes. In this example, multiple mutations are applied to 50% of the recombinant genotype prior to testing. This process increases diversity within recombinant populations.

실예에 사용된 시험개체군의 크기는 10 내지 40개 유전형에 달한다. 이는 비교적 작은 개체군 크기에 해당한다. 어떤 조건하에서는 더 큰 개체군이 필요할 수도 있다.The test population used in the Examples ranges in size from 10 to 40 genotypes. This corresponds to a relatively small population size. Under some conditions, larger populations may be needed.

단계 4: 리간드 성숙화Step 4: Ligand Maturation

진보적 미소돌연변이 기술Progressive Micromutation Technology

최적화공정의 마지막 단계는 포유동물 면역시스템의 항체성숙화과정과 유사하다. 일련의 단일 점돌연변이를 유전형에 도입하고 표현형 접합도에 미치는 그 영향을 평가한다. 재조합과 달리 이 공정은 표현형의 선택성에 단지 적은 증가적 변화를 초래할 뿐이다.The final stage of the optimization process is similar to the antibody maturation process of the mammalian immune system. A series of single point mutations are introduced into the genotype and their effects on phenotypic conjugation are evaluated. Unlike recombination, this process only results in a small incremental change in the selectivity of the phenotype.

성숙화 공정은 레헨버그 (1+1) 진화론적 전략을 이용하여 성취된다. 각 생성단계에서 모체 유전형의 접합도를 돌연변이 생성물의 접합도와 비교하고, 더 큰 선택도의 유전형을 다음 세대를 위해 선별해 둔다.The maturation process is achieved using Rehenberg (1 + 1) evolutionary strategy. At each stage of production, the degree of conjugation of the parental genotype is compared to that of the mutant product, and a greater selectivity genotype is selected for the next generation.

그 결과, 덜 선택적인 돌연변이체들은 이들의 모체들을 대체하지 않기 때문에 이 공정은 엄격히 단일방향성이다. 성숙화공정의 각 반복과정중 암호내의 단 한가지 지령만이 변화될 뿐이다.As a result, this process is strictly unidirectional because less selective mutants do not replace their parents. During each iteration of the maturation process, only one command in the code is changed.

만일 모체와 그 돌연변이 생성물이 동일한 선택성을 갖는다면 모체는 다음 세대에서 그 생성물로 대체된다. 이 방법은 후속 돌연변이와 상승작용을 일으킬 수 있는 중성돌연변이의 축적을 초래한다. 이 규정은 임의적인 것이다. 모듈 14에는 견본 성숙화공정에 관한 흐름도가 제시돼 있다.If the parent and the mutant product have the same selectivity, the parent is replaced by that product in the next generation. This method results in the accumulation of neutral mutations that can synergize with subsequent mutations. This rule is arbitrary. Module 14 presents a flow chart of the sample maturation process.

재조합 또는 성숙화가 반복 공정후 향상된 선택성을 초래하지 않으면 품종개량 개체군 게놈의 다양성향상을 위해 다중 돌연변이(단계 2)를 반복할 필요가 있을 것이다.If recombination or maturation does not result in improved selectivity after the iteration process, multiple mutations (step 2) will need to be repeated to improve diversity of the cultivated population genome.

(리간드 생성 실시예)Ligand Generation Example

개관survey

모기 이데스 이집티 (Aedes aegypti)는 벤즈알데히드에 의해 쫓아낼 수 있다. 벤젠 및 톨루엔은 훨씬 저급한 수준의 모기방충효과를 나타내며 (표 1). 시클로헥산 또는 헥산으로는 이 종(種) 에 상당한 방충효과를 볼 수 없다(표 1).Mosquito Aedes aegypti can be kicked out by benzaldehyde. Benzene and toluene show much lower levels of mosquito repellent effects (Table 1). Cyclohexane or hexane does not show significant insect repellent effect on this species (Table 1).

하기의 신규리간드 생성 시험에서는 본 방법을 방충 활성면에서 벤즈알데히드와 유사한 화합물을 처음으로 생성시키는데 사용한다.In the novel ligand production test below, this method is used to generate the first benzaldehyde-like compound in terms of insect repellent activity.

리간드 생성 첫 단계에선 벤즈알데히드에 대해 높은 친화력을 갖고 벤젠에 대해 낮은 효과를 갖는 시뮬레이션 수용체를 조립한다. 두번째 단계에서는 시뮬레이션 수용체 결합친화력이 벤즈알데히드와 유사한 리간드를 전개시킨다.In the first stage of ligand production, we simulate a receptor that has a high affinity for benzaldehyde and a low effect on benzene. In the second step, a simulated receptor binding affinity develops ligands similar to benzaldehyde.

모기반응Mosquito reaction

모기를 실험실에서 배양하였다 (7-14일 지난 모상체, 먹이 공급하지 않음). 12:00와 17:00 EDT 사이에 시험을 실행하였다. 4세트의 시험에 사용된 시험 개체군은 200, 175, 105 및 95개 암모기로 구성됐다. 모기들에게 음료수를 공급해주었다.Mosquitoes were incubated in the laboratory (parental bodies 7-14 days old, not fed). The test was run between 12:00 and 17:00 EDT. The test population used for the four sets of tests consisted of 200, 175, 105 and 95 female mosquitoes. The mosquitoes were given a drink.

시험은 2개의 방충망 측면이 마주보는 벽을 이루는 35 x 35 x 35cm 투명 플렉시글라스 상자안에서 실시하였다. 방충망은 두층, 즉 거칠은 플라스틱 망사로 된 내층 및 고운 나일론 망사로 된 외층으로 구성된다. 공기가 방충망 측면중 어느 한쪽으로 들어가고 반대쪽 측면으로 나가도록 이 상자를 가스후드안에 집어넣었다. 공기 흐름은 <0.5cm/초 이었다.The test was carried out in a 35 x 35 x 35 cm transparent plexiglass box with walls facing two screens. The insect screen consists of two layers: an inner layer of coarse plastic mesh and an outer layer of fine nylon mesh. The box was placed in the gas hood to allow air to enter either side of the screen and to the other side. Air flow was <0.5 cm / sec.

모기들은 머리를 위쪽으로 한채 상자의 벽에 올라앉았다. 와트만 #1 여과지의 삼각형조각 (4 x 4 x 1mm)을 사용하여 자극제화합물을 제공했다. 이 여과지조각 끝부분을 0.5 cm 깊이로 시험용액에 담그고 이를 즉시 사용하였다. 시험용액에 대한 반응을 다음과 같이 측정하였다:The mosquitoes sat on the wall of the box with their heads upwards. Triangular pieces (4 x 4 x 1 mm) of Whatman # 1 filter paper were used to provide stimulant compounds. The tip of the filter paper was immersed in the test solution to a depth of 0.5 cm and used immediately. The response to the test solution was measured as follows:

1. 역풍벽의 안쪽 방충망에 움직이지 않고 앉아있는 암모기를 시험용으로 선택하였다.1. A female mosquito sitting stationary on the inner screen of the backwind was selected for testing.

2. 처리된 여과지 끝부분을 방충망 바깥쪽에 대고 모기의 중흉 부절 반대편에 배치하였다. 모든 경우에 있어 초기접근은 모기가 앉아있는 위치의 아랫쪽부터 실시되었다.2. The end of the treated filter paper was placed on the outside of the screen and opposite the mosquito's midthoracic section. In all cases, the initial approach was from the bottom of the mosquito's sitting position.

3. 여과지 끝부분을 최대 3초간 그대로 유지시킨후 모기의 반응을 관찰하였다.3. The tip of the filter paper was maintained for up to 3 seconds and the reaction of the mosquito was observed.

이 과정을 다른 모기에 대해 반복 실시하였다. 모기들을 각 화합물로 하루에 한번씩만 시험하였다. 여과지 끝부분은 각 5회씩 시험에 사용한 후 (총 사용기간은 30초 이하) 새 것으로 바꾸었다. 화합물들은 무작위 순서로 시험하고 각 화합물은 별개 날짜에 2회씩 시험하였다.This process was repeated for other mosquitoes. Mosquitoes were tested only once a day with each compound. The filter paper ends were replaced with new ones after each 5 trials (total duration of 30 seconds or less). Compounds were tested in random order and each compound was tested twice on separate days.

처리된 여과지와 동일한 방법으로 배치된 미처리(건조) 여과지 끝부분과 증류수로 적신 여과지 끝부분을 사용하여 2세트의 대조시험을 실시하였다. 이와 같은 대조시험을 방충제 화합물 시험중에 규칙적으로 분산시켰다. 대조시험에 대한 반응은 실험과정중 변화하지 않았다 (p>0.25).Two sets of controls were performed using the ends of the untreated (dry) filter paper and the ends of the filter paper moistened with distilled water, arranged in the same way as the treated filter paper. This control was regularly dispersed during the insect repellent compound test. The response to the control test did not change during the course of the experiment (p> 0.25).

다음과 같은 네가지 행동반응이 기록되었다:Four behavioral responses were recorded:

1. 무반응: 모기가 움직이지 않은채 그대로 있음.1. No Reaction: Mosquito stays in motion.

2. 이륙: 모기가 그 휴식상태로부터 날아가 버림.2. Takeoff: Mosquitoes fly away from their rest.

3. 동면(同面) 다리올림: 모기가 자극제 화합물 공급원과 같은 방향의 중흉 다리를 올림.3. Hibernating leg elevation: Mosquitoes raise the middle chest leg in the same direction as the stimulant compound source.

4. 이면(同面) 다리올림: 모기가 자극제 화합물 공급원과 반대 방향의 중흉 다리를 올림.4. Rear leg elevation: Mosquito raises the middle chest leg in the opposite direction to the source of stimulant compound.

동면 다리올림에 뒤이어 이륙현상이 빈번하게 일어났으며 이들 행동이 모두 기록되었다. 화합물 제조의 모든 단계 및 시험중에 폴리에틸렌 장갑을 착용하였다.Following hibernation bridges, takeoffs frequently occurred and all of these actions were recorded. Polyethylene gloves were worn during all steps and tests of compound preparation.

선택된 휘발성 화합물에 대한 모기의 반응Mosquito Reaction to Selected Volatile Compounds 화합물compound 비등점(℃)Boiling Point (℃) NN % 비행% flight % 다리 올림반응% Leg lift 상대적반응방충률*Relative Response Insect Rate * 벤즈알데히드Benzaldehyde 178178 130130 9090 1010 178178 벤젠benzene 8080 7272 7272 12.512.5 6868 톨루엔toluene 110110 166166 6767 2727 9494 시클로헥산Cyclohexane 8181 8080 66 00 4.94.9 헥산Hexane 6969 100100 44 00 2.82.8 대조심험(블랭크)Contrast test (blank) -- 450450 55 00

*상대적 방충률 =[(%비행반응 + % 다리반응) x 비등점] / 100Relative insect repellent rate = [(% flight reaction +% leg reaction) x boiling point] / 100

시뮬레이션 수용체 및 리간드생성Simulation receptor and ligand generation

동일한 선택기준을 이용하여 두개의 시뮬레이션 수용체를 제조하였다. 각 수용체를 각기 독립적으로 일련의 리간드 제조에 사용하였다.Two simulation receptors were prepared using the same selection criteria. Each receptor was independently used for the preparation of a series of ligands.

분자조립 1Molecular Assembly 1

단계 1: 수용체 생성Step 1: Create Receptor

벤즈알데히드에 대한 선택적 친화력을 갖는 수용체를 진화론적 방법으로 생성시켰다. 벤젠 및 벤즈알데히드가 시험 표적으로 사용되었다. 각 표적의 15개 배향을 이용하여 친화력값을 계산하였다. 진화론적 공정의 결과는 다음과 같다:Receptors with selective affinity for benzaldehyde were generated by evolutionary methods. Benzene and benzaldehyde were used as test targets. Affinity values were calculated using the 15 orientations of each target. The results of the evolutionary process are as follows:

표적Target 활성 수준Active level 총합 친화력Total affinity 최대 친화력Affinity 벤젠benzene 1.01.0 6.876.87 2.212.21 벤즈알데히드Benzaldehyde 5.95.9 75.8775.87 13.0213.02

수용체에 대한 친화력 점수는 0.992 이었다.The affinity score for the receptor was 0.992.

최적화된 25 x 6 x 7 벤즈알데히드 수용체에 대한 암호는 다음과 같다:The code for the optimized 25 x 6 x 7 benzaldehyde receptor is as follows:

231014406145 053400324221 412100131300 063112101132231014406145 053400324221 412100131300 063112101132

412061421302 413231124335 133100333032 300043541401412061421302 413231124335 133100333032 300043541401

022224-31514 143431012321 341310334122 101414141021022224-31514 143431012321 341310334122 101414141021

402131114311 010233120331 260214016231402131114311 010233120331 260214016231

단계 2: 리간드 생성Step 2: Create Ligand

최적화된 시뮬레이션 수용체를 주형으로 사용하여 신규리간드를 진화론적 방법으로 생성시켰다. 무작위 돌연변이 및 선택에 의해 4개의 각기 다른 리간드를 조립하였다. 벤즈알데히드와의 유사성에 대하여 리간드를 선별하였다. 리간드의 친화력값은 다음과 같다:New ligands were generated in an evolutionary manner using optimized simulation receptors as templates. Four different ligands were assembled by random mutation and selection. Ligands were selected for similarity with benzaldehyde. The affinity values of the ligands are as follows:

벤즈알데히드Benzaldehyde 리간드1.1C9H17Cl2OHLigand 1.1C 9 H 17 C l2 OH 리간드1.2C8H15ClLigand 1.2C 8 H 15 Cl 리간드1.3C8H13Cl(=O)Ligand1.3C 8 H 13 Cl (= O) 리간드1.4C13H16OH(=O)Ligand 1.4C 13 H 16 OH (= O) 총합친화력Total affinity 75.8775.87 74.0374.03 67.8867.88 72.5572.55 72.9472.94 최대친화력Affinity 13.0213.02 12.8212.82 15.1415.14 12.5812.58 11.211.2

이로써 얻어진 리간드 1.1 내지 1.4가 도 4b에 나와있다. 각 리간드의 최소한 한개 배향이 구조상 벤즈알데히드와 유사하였다.The resulting ligands 1.1 to 1.4 are shown in Figure 4b. At least one orientation of each ligand was structurally similar to benzaldehyde.

분자조립 2Molecular Assembly 2

단계 1: 수용체 생성Step 1: Create Receptor

벤즈알데히드에 대한 선택적 친화력을 갖는 25 x 6 x 7 수용체를 진화론적 방법으로 생성시켰다. 벤젠 및 벤즈알데히드가 시험표적으로 사용되었다. 각 표적의 15개 배향을 이용하여 친화력값을 계산하였다. 진화론적 공정의 결과는 다음과 같다:25 x 6 x 7 receptors with selective affinity for benzaldehyde were generated by evolutionary methods. Benzene and benzaldehyde were used as test targets. Affinity values were calculated using the 15 orientations of each target. The results of the evolutionary process are as follows:

표적Target 활성 수준Active level 총합 친화력Total affinity 최대 친화력Affinity 벤젠benzene 1.01.0 25.8825.88 8.538.53 벤즈알데히드Benzaldehyde 5.85.8 162.23162.23 42.7442.74

수용체에 대한 친화력 점수는 0.996이었다.The affinity score for the receptor was 0.996.

수용체의 암호는 다음과 같다:The code of the receptor is as follows:

031264441313 004422243042 223140112054 302122330134031264441313 004422243042 223140112054 302122330134

543301114446 210043042311 323431131340 130020120133543301114446 210043042311 323431131340 130020120133

224223503403 432003432122 002221221113 411440003113224223503403 432003432122 002221221113 411440003113

323030313214 002321144010 000243013133323030313214 002321144010 000243013133

단계 2: 리간드 생성Step 2: Create Ligand

최적화된 시뮬레이션 수용체를 주형으로 사용하여 신규리간드를 진화론적 방법으로 생성시켰다. 무작위 돌연변이 및 선택에 의해 4개의 각기 다른 리간드를 조립하였다. 벤즈알데히드와의 유사성에 대하여 리간드를 선별하였다. 리간드의 친화력 값은 다음과 같다:New ligands were generated in an evolutionary manner using optimized simulation receptors as templates. Four different ligands were assembled by random mutation and selection. Ligands were selected for similarity with benzaldehyde. The affinity value of the ligand is as follows:

벤즈알데히드Benzaldehyde 리간드2.1C8H15Cl(=0)Ligand 2.1C 8 H 15 Cl (= 0) 리간드2.2C9H15Cl(=0)Ligand 2.2C 9 H 15 Cl (= 0) 리간드2.3C6H10CN(=O)Ligand 2.3C 6 H 10 CN (= O) 리간드2.4C9H13(=O)2 Ligand 2.4C 9 H 13 (= O) 2 총합친화력Total affinity 162.23162.23 182.4182.4 166.5166.5 159.7159.7 156.8156.8 최대친화력Affinity 42.7442.74 48.9748.97 43.043.0 39.039.0 40.540.5 접합성 점수Bond score 42.7442.74 0.1350.135 0.020.02 0.050.05 0.060.06

이로써 얻어진 리간드 2.1 내지 2.4 가 도 4c에 나와있다. 각 리간드의 최소한 한개 배향이 구조상 벤즈알데히드와 유사하였다.The ligands 2.1 to 2.4 thus obtained are shown in FIG. 4C. At least one orientation of each ligand was structurally similar to benzaldehyde.

화합물 2.1 ∼ 2.4는 치환된 시클로헥사논 유도체이다. 리간드 2.2는 5-클로로-2,7-노나디온이고 리간드 2.3은 2-시아노-5-헥사논이다. 리간드 1.4는 구조상 메틸시클로헥실케톤에 해당하는 단편을 포함한다. 시클로헥사논, 멘톤, 메틸시클로헥실케톤 및 2-옥타논의 방충률의 시험 결과는 (도 4a 참조) 이들 리간드들도 모기에 대한 방충효과를 갖는 것을 시사해준다(표 E2).Compounds 2.1 to 2.4 are substituted cyclohexanone derivatives. Ligand 2.2 is 5-chloro-2,7-nonadione and ligand 2.3 is 2-cyano-5-hexanone. Ligand 1.4 comprises a fragment corresponding to methylcyclohexylketone in structure. Test results of the insect repellent rate of cyclohexanone, menton, methylcyclohexylketone and 2-octanone (see FIG. 4A) suggest that these ligands also have insect repellent effects against mosquitoes (Table E2).

선택된 휘발성 화합물에 대한 모기의 반응Mosquito Reaction to Selected Volatile Compounds 화합물compound 비등점(℃)Boiling Point (℃) NN % 비행% flight % 다리 올림반응% Leg lift 상대적방충률*Relative insect repellency rate * 벤즈알데히드Benzaldehyde 178178 130130 9090 1010 178178 2-옥타논2-아셀틸시클로-2-octanone 2-acetylcyclo- 173173 8080 8282 12.512.5 162162 헥사논Hexanon 225225 100100 5454 2424 175175 시클로헥산논Cyclohexanone 156156 134134 9999 1One >= 154> = 154 멘톤Menton 207207 110110 7272 1111 172172 대조시험(블랭크)Control test (blank) -- 450450 55 00

*상대적 방충률 =[(%비행 반응 + % 다리 반응) x 비등점] / 100Relative insect repellent rate = [(% flight response +% leg response) x boiling point] / 100

미리 선택된 기능적 특성 또는 성질의 신규 화학구조를 생성시키는 본 명세서에 기재된 방법은 예시적인 목적으로만 기술된 것이다. 예컨대, 이 방법은 다른 공지의 또는 허용가능한 극성화도, 쌍극 모멘트, 공유결합 반경값 등을 사용하여도 손쉽게 실시할 수 있다.The methods described herein for creating new chemical structures of preselected functional properties or properties are described for illustrative purposes only. For example, this method may be readily implemented using other known or acceptable polarization degrees, dipole moments, covalent radius values, and the like.

또한 하기 모듈의 공정 계산 단계 흐름도 역시 예시적으로 기술된 것이다. 예컨대 본 명세서에 기술된 것보다 더 적은 추산치를 이용하는 시판 컴퓨터 계산 패키지를 이용하여 친화력을 계산할 수도 있다. 신규 화학구조 생성 방법은 먼저 유사한 기능적 특성을 갖는 공지의 화합물에 대해 미리 선택된 친화력을 나타내는 1개 이상의 시뮬레이션 수용체를 생성시키고 이들 수용체를 이용, 이와 같은 특색을 바람직한 정도로 나타내는 신규의 구조를 생성시키는 것을 포함한다.The flow chart of the process calculation steps of the following modules is also described by way of example. For example, affinity may be calculated using a commercial computer calculation package that uses fewer estimates than described herein. New chemical structure generation methods include first generating one or more simulated receptors that exhibit a preselected affinity for known compounds with similar functional properties and using these receptors to generate new structures that exhibit such characteristics to the desired extent. do.

수용체들은 신규 화학구조 생성 이외의 다른 용도, 예컨대 공지화합물의 약물학적 또는 독물학적 성질을 선별하기 위한 도구로도 사용될 수 있다. 따라서 본 발명의 범주내에서 본 명세서에 기술된 방법에 여러가지 수정을 가할 수 있음을 당업자라면 잘 알 수 있을 것이다.Receptors can also be used as tools for screening pharmacological or toxicological properties of known compounds other than for the production of new chemical structures. Thus, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made to the methods described herein within the scope of the present invention.

전이 상태 및 첨가 인자들Transition state and additive factors 구 상태Old state 첨가 인자들Additive factors 방향전환에 대한 새 상태 =New state for redirection = ΔxΔx ΔyΔy ΔzΔz 우향Right 상향lift 좌향Left 하향Downward 1One 00 1One 00 22 44 33 55 22 -1-One 00 00 1515 66 1One 2424 33 1One 00 00 1One 77 1515 2222 44 00 00 -1-One 1212 2323 1414 1One 55 00 00 1One 99 1One 1616 2323 66 00 00 -1-One 1111 2020 1010 22 77 00 00 -1-One 1313 2121 88 33 88 00 -1-One 00 77 99 2424 1414 99 -1-One 00 00 1717 1010 55 88 1010 00 1One 00 66 1414 2222 99 1111 00 -1-One 00 2222 1616 66 1212 1212 -1-One 00 00 1818 1111 44 1313 1313 00 1One 00 2424 1212 77 1616 1414 1One 00 00 44 88 1818 1010 1515 00 -1-One 00 33 1717 22 1818 1616 1One 00 00 55 1313 1717 1111 1717 00 00 -1-One 1616 1919 99 1515 1818 00 00 1One 1414 1515 1212 1919 1919 00 1One 00 2020 1818 2121 1717 2020 1One 00 00 2323 2424 1919 66 2121 -1-One 00 00 1919 2222 2323 77 2222 00 00 1One 1010 33 1111 2121 2323 00 -1-One 00 2121 55 2020 44 2424 00 00 1One 88 22 1313 2020

연산공식: 입력 (구 상태, 방향전환) ⇒ 출력 (Δx, Δy, Δz, 신 상태)Calculation formula: input (old state, direction change) ⇒ output (Δx, Δy, Δz, new state)

예: 초기 위치 (12, 34, -18); 입력: 구 상태 = 10, 방향전환 = 우향:Eg initial position (12, 34, -18); Input: sphere state = 10, turn = right:

출력: 신 상태 = 6, Δx=0, Δy=1, Δz=0, 후속 위치 (12, 35, -18)Output: scene state = 6, Δx = 0, Δy = 1, Δz = 0, subsequent position (12, 35, -18)

반데르발스 반경Van der Waals radius 원소element HH FF OO NN CC ClCl SS BrBr PP II 반데르발스반경(pm)Van der Waals Radius (pm) 110110 140140 150150 150150 170170 180180 180180 190190 190190 200200 상대반경(H=0.5)Relative Radius (H = 0.5) 0.50.5 0.640.64 0.680.68 0.680.68 0.770.77 0.820.82 0.820.82 0.860.86 0.860.86 0.910.91

N.S. 이삭스 (1987), 물리유기화학, 롱맨 사이언티픽 앤드 테크니컬, 뉴욕, 828 pp.에 기초함.N.S. Based on Isaacs (1987), Physical Organic Chemistry, Longman Scientific and Technical, New York, 828 pp.

공유결합 반경 (pm)Covalent Radius (pm) 결합순서Join order 제1순First order H28H28 제1순제2순제3순방향족1st 2nd 2nd 3rd aromatic B C N O F88 77 70 66 6466.5 60 5560.2 5570B C N O F88 77 70 66 6466.5 60 5560.2 5570 제1순First order Si P S Cl117 110 104 99Si P S Cl117 110 104 99 제1순First order Br114Br114

N.S. 이삭스 (1987)에 나와있는 값에 기초함.N.S. Based on values found in Isaacs (1987).

전하 위치 할당에 사용된 견본 유효 쌍극값Sample effective dipole used for charge location assignment 결합Combination 원자atom 쌍극값( Debye)Debye C-HC-H HCHC +0.35 또는 +0.84*전하 할당되지 않은+0.35 or + 0.84 * charge not assigned ArC-HArC-H HCHC +0.6-0.366 또는 전하 할당되지 않음+ 0.6-0.366 or no charge assigned =C-H= C-H HCHC +0.336-0.6 또는 전하 할당되지 않음*+ 0.336-0.6 or charge not assigned * C=OC = O OCOC -2.7*전하 할당되지 않음 또는 +1.35-2.7 * charge not assigned or +1.35 C-O-CC-O-C OO -0.8-0.8 C-OHC-OH HOHO +1.5 또는 +1.7-1.1+1.5 or + 1.7-1.1 C-NH2 C-NH 2 HNHN +1.3-1.3+ 1.3-1.3 C-NO2 C-NO 2 ONON -2.0+4.0-2.0 + 4.0 C≡NC≡N NCNC -3.7전하 할당되지 않음-3.7 charge not assigned C-S-CC-S-C SS 티오펜 또는 황화디메틸내에서 +1.5*(전체 문맥내에서 음전하로 하전될 수 있음)+ 1.5 * in thiophene or dimethyl sulfide (can be negatively charged throughout the context) C-N=CC-N = C NN 피리딘 또는 CH -N=CH 내에서 +1.5 or +1.3+1.5 or +1.3 in pyridine or CH -N = CH Ar-F 또는 C=C-fAr-F or C = C-f FF -1.3-1.3 C-fC-f FF -1.8-1.8 Ar-Cl 또는 C=C-ClAr-Cl or C = C-Cl CC -1.7-1.7 C-ClC-Cl ClCl -2.1-2.1 Ar-Br 또는 C=C-BrAr-Br or C = C-Br BrBr -1.7-1.7 C-BrC-Br BrBr -2.0-2.0 C-IC-I II -2.0-2.0

* 대부분의 조건에서 바람직함.* Preferred under most conditions.

각 표적원자는 8개 값{xi, yi, zi, ri, bri, cri, di, αi}으로 된 한 세트로 완전히 기술된다. (상기 값에서 xi, yi및 zi는 분자의 기하학적 중심에 대한 위치좌표이고, ri= 반데르발스 반경, bri= 결합 또는 공유결합 반경, cri= 충돌 반경 (= ri+ 0.5), αi= 극성화도, di= 유효 쌍극 모멘트 값이다.Each target atom is fully described as a set of eight values {x i , y i , z i , r i , br i , cr i , d i , α i }. (Where x i , y i and z i are the coordinates of the geometric center of the molecule, r i = van der Waals radius, br i = bonding or covalent radius, cr i = collision radius (= r i + 0.5), α i = polarization degree, d i = effective dipole moment value.

선택된 표적 원자에 대한 선택된 상대적 유효 극성도Selected relative effective polarity for selected target atoms 원자atom 문맥context 상대 극성화도 (αi)Relative polarization degree (α i ) HH C-HC-H 1.01.0 HH N-HN-H 1.11.1 HH O-HO-H 1.11.1 HH S-HS-H 3.0*3.0 * FF C-FC-F 1.5*1.5 * ClCl C-ClC-Cl 4.04.0 BrBr C-BrC-Br 5.85.8 II C-IC-I 8.9*8.9 * CC C-CH3 C-CH 3 3.73.7 CC C-CH2-CC-CH 2 -C 3.53.5 CC C-CC2-HC-CC 2 -H 3.23.2 CC C=CH2 C = CH 2 4.54.5 CC C=CH-CC = CH-C 4.34.3 CC C=CC2 C = CC 2 4.04.0 CC C≡C-HC≡C-H 4.9*4.9 * CC C≡C-CC≡C-C 4.6*4.6 * CC 아렌고리Arengori 4.3* 또는 2.6(벤젠에 기초(비국소화된 전자 구름))4.3 * or 2.6 (based on benzene (non-localized electron cloud)) CC C-C≡NC-C≡N 4.04.0 CC C3-C-O-C 3 -CO- 3.63.6 CC C2H-C-O-C 2 HCO- 3.83.8 CC CH2-C-O-CH 2 -CO- 4.14.1 CC H3-C-O-H 3 -CO- 4.44.4

모듈 1: 시뮬레이션 수용체에 대한 암호생성Module 1: Cryptography for Simulation Receptors

제1단계: 암호생성변수들을 입력한다: i)암호길이; 및 ii)지령빈도수.Step 1: Enter password generation variables: i) password length; And ii) command frequency.

제2단계: 암호를 저장하기 위해 빈 부호 스트링의 초기값을 설정한다.Step 2: Set the initial value of the empty code string to store the password.

제3단계: 무작위번호를 생성시킨다.Step 3: Generate a random number

제4단계: 무작위번호와 지령빈도수를 기초로 부호 {'0', '1', ...., '6'}를 선택하여 암호 스트링에 연결시킨다.Step 4: Select codes {'0', '1', ...., '6'} based on the random number and the command frequency and connect them to the cipher string.

스트링길이가 미리 정해진 암호길이와 같아질 때까지 제4단계 를 반복한다.The fourth step is repeated until the string length is equal to the predetermined encryption length.

제5단계 암호를 출력한다.Step 5 Output the password.

모듈 2: 시뮬레이션 수용체에 대한 암호 번역Module 2: Cryptographic Translation for Simulated Receptors

제1단계: 수용체를 이루는 중합체들에 대한 원점좌표를 입력한다.Step 1: Enter the origin coordinates for the polymers that make up the receptor.

제2단계: 중합체에 대한 암호를 입력한다.Step 2: Enter the password for the polymer.

제3단계: 암호의 첫번째 부호를 해독한다.Step 3: Decrypt the first code of the cipher.

제4단계: 부호가 방향전환지령일 경우 번역연산을 이용하여 부단위 좌 표를 결정한다. 그렇지 않은 모든 경우엔 단계 7을 실시한다.Step 4: If the sign is a direction change command, determine the subordinate coordinates by using the translation operation. In all other cases, perform step 7.

제5단계: 부단위 좌표를 저장한다. 전하값 0을 부단위에 할당한다.Step 5: Store the subunit coordinates. The charge value 0 is assigned to the subunit.

제6단계: 부호가 암호내 마지막 부호가 아닌 경우엔 단계 3을 반복하고 그렇지 않은 경우엔 제 단계를 실시한다.Step 6: If the code is not the last code in the cipher, repeat step 3; otherwise, perform the first step.

제7단계: 부호가 전하지령인 경우엔 방향전환이 없다는 가정하에 번역 연산을 사용하여 부단위 좌표를 결정한다.Step 7: If the sign is a full load command, subordinate coordinates are determined using a translation operation on the assumption that there is no redirection.

제8단계: 부단위 좌표들을 저장한다. 부호에 근거하여 +1 또는 -1의 전 하값을 부단위에 할당한다.Step 8: Store the subunit coordinates. Based on the sign, assign a charge of +1 or -1 to the subunit.

제9단계: 부호가 암호내 마지막 부호가 아닌 경우엔 단계 3을 반복하고 그렇지 않은 경우엔 제 단계를 실시한다.Step 9: If the code is not the last code in the cipher, repeat step 3; otherwise, perform the first step.

제10단계: 수용체를 구성하는 중합체 각각에 대해 제2단계 내지 제9단계 를 반복한다.Step 10: Repeat steps 2 to 9 for each polymer constituting the receptor.

제11단계: 부단위들의 전하값과 좌표를 출력한다.Step 11: Output the charge values and the coordinates of the subunits.

모듈 3: 표적 프리젠테이션Module 3: Target Presentation

제1단계: 표적 원자의 좌표와 반경을 입력한다 (xti, yti, zti, 반경i)Step 1: Enter the coordinates and radius of the target atom (xt i , yt i , zt i , radius i )

(i = 표적내 원자수)(i = number of atoms in the target)

수용체의 좌표를 입력한다 (xrj, yrj, zrj, 전하j)Enter the coordinates of the receptor (xr j , yr j , zr j , charge j )

(j = 수용체내 부단위수)(j = number of subunits in the receptor)

제2단계: 무작위각도(ㅿθ,ㅿΦ)및 번역값(kx, ky)을 생성시킨다.Step 2: Generate random angles (ㅿ θ, ㅿ Φ) and translation values (k x , k y ).

제3단계: 원자좌표들을 무작위 양만큼 회전시키고 번역한다.Step 3: Rotate and translate atomic coordinates by random amounts

제3a단계: 표적좌표들을 극성형태로 전환시킨다.Step 3a: The target coordinates are converted into the polar form.

(xti, yti, zti, 반경i) ⇒(θiii, 반경i)(xt i , yt i , zt i , radius i ) ⇒ (θ i , Φ i , ρ i , radius i )

제 3b단계: 무작위 변화를 각도에 첨가한다.Step 3b: Add a random change to the angle.

iii, 반경i) ⇒(θi+ㅿθ, Φi+ㅿΦ, ρi, 반경i)i , Φ i , ρ i , radius i ) ⇒ (θ i + ㅿ θ, Φ i + ㅿ Φ, ρ i , radius i )

제 3c단계: 직사각형좌표로 전환시킨다.Step 3c: Convert to rectangular coordinates.

i+ㅿθ, Φi+ㅿΦ, ρi, 반경i) ⇒(xi, yi, zi, 반경i)i + ㅿ θ, Φ i + ㅿ Φ, ρ i , radius i ) ⇒ (x i , y i , z i , radius i )

제 3d단계: 무작위번역을 첨가한다.Step 3d: Add Random Translation.

(xni, yni, zni, 반경i) ⇒ (xi+ kx, yi+ ky, zi, 반경i)(xn i , yn i , zn i , radius i ) ⇒ (x i + k x , y i + k y , z i , radius i )

제4단계: 표적좌표를 원점 (0, 0, 0) 위에 집중시킨다.Step 4: Concentrate the target coordinate on the origin (0, 0, 0).

제4a단계: xni, yni및 zni의 최대 및 최소값을 찾는다.Step 4a: find the maximum and minimum values of xn i , yn i and zn i .

제4b단계: 수용체의 기하학적 중심을 찾는다.Step 4b: find the geometric center of the receptor

xn중심= (xn최대- xn최소)/2,xn center = (xn max -xn min ) / 2,

yn중심= (yn최대- yn최소)/2, zn중심= (zn최대- zn최소)/2yn center = (yn max -yn min ) / 2, zn center = (zn max -zn min ) / 2

제4c단계: 중심좌표를 계산한다:Step 4c: Compute the center coordinates:

(xncj, yncj, zncj) = (xni- xn중심, yni- yn중심, znj- zn최대)(xnc j , ync j , znc j ) = (xn i -xn center , yn i -yn center , zn j -zn max )

제 5 단계: 원자반경 및 전환좌표(xnci, ynci, znci, 반경i)를 사용하여 표 적의 충돌표면을 조립한다: g(xg, yg) = zg Step 5: Assemble the collision surface of the target using atomic radius and conversion coordinates (xnc i , ync i , znc i , radius i ): g (x g , y g ) = z g

제5a단계: 수용체 부단위의 직경(=1)과 동일한 간격을 갖는 격자(grid) 를 생성시킨다.Step 5a: Create a grid with an interval equal to the diameter of the receptor subunit (= 1).

격자의 좌표:Grid coordinates:

xg∈{Int(xn최소- xn중심), Int(xn최소- xn중심)x g ∈ (Int (xn min -xn center ), Int (xn min -xn center )

+ 1...0,..Int(xn최대- xn중심) - 1, Int(xn최대- xn중심)}+ 1 ... 0, .. Int (xn max -xn center )-1, Int (xn max -xn center )}

yq∈{Int(yn최소- yn중심), Int(yn최소- yn중심)y q ∈ {Int (yn min -yn center ), Int (yn min -yn center )

+ 1....0,..Int(yn최대- yn중심) - 1, Int(yn최대- yn중심)}+ 1 .... 0, .. Int (yn max -yn center )-1, Int (yn max -yn center )}

g(xg, yg)의 초기값을 격자상 모든 점에서 0으로 맞춘다.Set the initial value of g (x g , y g ) to 0 at all points on the grid.

제5b단계: 각 원자 (i)에 대해 각 격자점(xg, yg)의 g(xg, yg) (높이)값을 하기 규칙에 따라 맞춘다:Step 5b: For each atom (i), adjust the g (x g , y g ) (height) value of each lattice point (x g , y g ) according to the following rules:

i = 1 내지 표적내 원자수인 경우i = 1 to the number of atoms in the target

(xnci- xp)2+ (ynci+ yp)2〈 반경i 2이면,If (xnc i -x p ) 2 + (ync i + y p ) 2 <radius i 2 ,

g(xg, yg) = 최소 (g(xg, yg), znci- 반경i); 또는g (x g , y g ) = minimum (g (x g , y g ), znc i -radius i ); or

(xnci- xp)2+ (ynci+ yp)2〈 (반경i+ .5)2이면,If (xnc i -x p ) 2 + (ync i + y p ) 2 <(radius i + .5) 2 ,

g(xg, yg) = 최소 (g(xg, yg), znci- 반경i/2)); 또는g (x g , y g ) = minimum (g (x g , y g ), znc i -radius i / 2)); or

g(xg, yg) = 최소 (g(xg, yg), 0) 그 다음 ig (x g , y g ) = minimum (g (x g , y g ), 0) then i

제6단계: 수용체 좌표들을 원점 (0, 0)에 집중시킨다.Step 6: Concentrate the receptor coordinates at the origin (0, 0).

제6a단계: xrj, yrj및 zrj의 최대 및 최소값을 찾는다.Step 6a: find the maximum and minimum values of xr j , yr j and zr j .

제6b단계: 수용체의 기하학적 중심을 찾는다:Step 6b find the geometric center of the receptor:

xr중심= (xr최대- xr최소) /2,xr center = (xr max -xr min ) / 2,

yr중심= (yr최대- yr최소) /2,yr center = (yr max -yr min ) / 2,

zr중심= (zr최대- zr최소) /2zr center = (zr max -zr min ) / 2

제6c단계: 중심수용체 좌표를 계산한다:Step 6c: Compute the center receptor coordinates:

(xcj, ycj, zcj) = (xrj- x중심, yrj- y중심, zrj- z최소)(xc j , yc j , zc j ) = (xr j -x center , yr j -y center , zr j -z minimum )

제7단계: 중심수용체 좌표를 이용하여 하기 규칙에 따라 수용체의 충돌 표면 s(xs, ys) = zs를 조립한다:Step 7: Assemble the collision surface s (x s , y s ) = z s of the receptor using the central receptor coordinates according to the following rules:

s(xcj, ycj)의 모든 초기값을 0으로 맞춘다.Set all initial values of s (xc j , yc j ) to zero.

j = 1 내지 수용체내 부단위의 수인 경우j = 1 to the number of subunits in the receptor

zcj〉s(xcj, ycj) 이면 s(xcj, ycj) = zcj If zc j > s (xc j , yc j ) then s (xc j , yc j ) = zc j

그 다음 jThen j

제8단계: 수용체의 충돌표면과 표적의 충돌표면간의 최소분리를 찾아낸다. 하기 규칙에 따라 차이 매트릭스 d(xg, yg)를 계산한다:Step 8: Find the minimum separation between the collision surface of the receptor and the collision surface of the target. Compute the difference matrix d (x g , y g ) according to the following rules:

모든 경우에 있어In all cases

xg∈{Int(xn최소- xn중심), Int(xn최소- xn중심)x g ∈ (Int (xn min -xn center ), Int (xn min -xn center )

+ 1....0,..Int(xn최대- xn중심) - 1, Int(xn최대- xn중심)}및+ 1 .... 0, .. Int (xn max -xn center )-1, Int (xn max -xn center )} and

yg∈{Int(yn최소- yn중심), Int(yn최소- yn중심)y g ∈ {Int (yn min -yn center ), Int (yn min -yn center )

+ 1....0,..Int(yn최대 - yn중심) - 1, Int(yn최대 - yn중심)}+ 1 .... 0, .. Int (yn max-yn center )-1, Int (yn max-yn center )}

d(xg, yg) = (h(xg, yg) - (zn최소+ zn최대) + (s(xg, yg)d (x g , y g ) = (h (x g , y g )-(zn min + zn max ) + (s (x g , y g )

+ (zr최소+ zr최대)를 계산한다.Calculate + (zr min + zr max ).

모든 xg, yg에 대하여 d(xg, yg) = d최소의 최소값을 찾는다.d최소는 최소분리거리이다.Find the minimum of d (x g , y g ) = d minimum for all x g and y g, where d min is the minimum separation distance.

제9단계: 충돌원자배열에 대해 표적 및 수용체좌표를 전환시킨다.Step 9: Invert target and receptor coordinates for collisional atom arrays.

수용체의 경우:For receptors:

(x수용체j, y수용체j, z수용체j)=(xcj, ycj, zcj+ zr최소-zr최대)(x receptor j, y j receptors, receptor z j) = (j xc, yc j, j + zc zr least -zr max)

표적의 경우:For targets:

(x표적i, y표적i, z표적i)(x target i , y target i , z target i )

= (xnci, ynci, znci- zn최소+ zn최대-d최소)= (xnc i , ync i , znc i -zn min + zn max-d min )

제10단계: (x표적i, y표적i, z표적i) 및 (x수용체j, y수용체j, z수용체j)을 친화력계산에 이용한다.Step 10: (x target i , y target i , z target i ) and (x receptor j , y receptor j , z receptor j ) are used for affinity calculations.

시험하는 각 표적원자배열에 대해 제2 내지 9단계를 반복한 다.Repeat steps 2 through 9 for each target atom array to be tested.

모듈 4: 친화력 계산Module 4: Affinity Calculation

제1단계: 표적 및 수용체의 충돌 좌표 (x표적i, y표적i, z표적i) 및 (x수 용체j, y수용체j, z수용체j)를 입력한다.Step 1: Enter the collision coordinates (x target i , y target i , z target i ) and (x receptor j , y receptor j , z receptor j ) of the target and receptor.

(i = 표적내 원자수, j = 수용체내 부단위수)(i = number of atoms in the target, j = number of subunits in the receptor)

제2단계: 표적에 대한 쌍극 모멘트를 입력한다: 쌍극(i)Step 2: Enter the dipole moment for the target: dipole (i)

수용체에 대한 전하값을 입력한다: 전하(j)Enter the charge value for the receptor: charge (j)

제 3단계: 근접도 계산에 대한 한계값을 입력한다: 한계값Step 3: Enter the limits for proximity calculations: Limits

제4단계: 쌍극 친화력 값을 계산한다.Step 4: Calculate the bipolar affinity value.

제4a단계: 하전된 각 부단위에 대해 (전하(j) ≠ 0), e(i, j) = 쌍극 (i)/((x표적i- x수용체j)2+ (y표적i- y수용체j)2+ (z표적i- z수용체j)2)1.5를 계산한다.Step 4a: For each charged subunit (charge (j) ≠ 0), e (i, j) = dipole (i) / ((x target i -x receptor j ) 2 + (y target i -y Calculate receptor j ) 2 + (z target i − z receptor j ) 2 ) 1.5 .

제4b단계: 전하 (j) ≠ 0인 i와 j의 모든 조합에 대해 e(i, j)의 총합을 계산한다.Step 4b: Compute the sum of e (i, j) for all combinations of i and j with charge (j) ≠ 0.

쌍극 = Σe(i, j)Dipole = Σe (i, j)

제5단계: 근접도값을 계산한다 (이 단계는 극성화도에 근거한 계산으로 대체될 수 있다)Step 5: Compute proximity value (this step can be replaced by calculation based on polarization)

제5a단계: |쌍극(j)| ≤ 0.75인 각 표적원자에 대해Step 5a: | Dipole (j) | For each target atom ≤ 0.75

1(i, j) = ((x표적i- x수용체j)2+ (y표적i- y수용체j)2 1 (i, j) = ((x target i -x receptor j ) 2 + (y target i -y receptor j ) 2

+ (z표적i- z수용체j)2)0.5를 계산한다.Calculate + (z target i -z receptor j ) 2 ) 0.5 .

1(i, j) 〈 한계값인 경우 근접도(i, j) = 11 (i, j) <Proximity (i, j) = 1 if limit

제5b단계: |쌍극(j)| ≤ 0.75인 i와 j의 모든 조합에 대해 근접도(i, j) 의 총합을 계산한다: 근접도 = Σ근접도(i, j)Step 5b: | Dipole (j) | Calculate the sum of proximity (i, j) for all combinations of i and j with ≤ 0.75: Proximity = Σ proximity (i, j)

제6단계: 표적기질조합에 대한 친화력값을 계산한다 = 친화력Step 6: Compute the affinity value for the target substrate combination = affinity

친화력 = (근접도/j) ((근접도/10000) + 쌍극)Affinity = (Proximity / j) ((Proximity / 10000) + Bipolar)

모듈 5: 접합도 계산Module 5: Joint Diagram Calculation

제1단계: 알려진 표적효율 또는 친화력값(yk)을 입력한다 (k = 시험표적 의 수)Step 1: Enter a known target efficiency or affinity value (y k ) (k = number of test targets)

제2단계: 표적 및 수용체의 충돌좌표 (x표적i, y표적i, z표적i) 및 (x수 용체j, y수용체j, z수용체j)를 입력한다 (ik= 표적 k내 원자 수, j = 수용체내 부단위수)Step 2: Enter the collision coordinates (x target i , y target i , z target i ) and (x receptor j , y receptor j , z receptor j ) of the target and receptor (i k = number of atoms in target k , j = number of subunits in the receptor)

제3단계: 시험되는 표적배향의 수 (=m)를 입력한다.Step 3: Enter the number of target orientations tested (= m).

제4단계: 모듈 5를 이용하여 각 표적 및 표적배향에 대한 친화력값 (= 친화력k,m)을 얻는다.Step 4: Obtain affinity values (= affinity k, m ) for each target and target orientation using Module 5.

제5단계: 각 표적에 대한 최대친화력(MAk) 및 총합친화력(SAk)을 결정한 다.Step 5: Determine the maximum affinity (MA k ) and the total affinity (SA k ) for each target.

제6단계: 알려진 표적효율 또는 친화력값(yk) 대(對) 최대친화력(MAk)에 대한 상관계수 rMA 2및 알려진 표적효율 또는 친화력값(yk) 대 (對) 총합친화력(SAk)에 대한 상관계수 rSA 2를 계산한다.Step 6: Correlation coefficient for known target efficiency or affinity value (y k ) versus maximum affinity (MA k ) r MA 2 and known target efficiency or affinity value (y k ) vs. total affinity (SA) Calculate the correlation coefficient r SA 2 for k ).

제7단계: 접합도계수 F를 계산한다.Step 7: Calculate the joint coefficient F

F = (rMA 2x rSA 2)0.5 F = (r MA 2 xr SA 2 ) 0.5

양자택일적 단계Alternative steps

제6'단계: 알려진 표적효율 또는 친화력값(yk) 대(對) 최대친화력(MAk) 에 대한 상관계수 rMA 2및 알려진 표적효율 또는 친화력값(yk) 대(對) 총합친화력(SAk) - 최대친화력에 대한 상관계수 rSA-MA 2를 계산한다.Step 6: correlation coefficient for known target efficiency or affinity value (y k ) versus maximum affinity (MA k ) r MA 2 and known target efficiency or affinity value (yk) vs. total affinity (SAk) )-Calculate the correlation coefficient r SA-MA 2 for maximum affinity.

제7'단계: 접합도계수 F를 계산한다.Step 7: calculate the joint coefficient F.

F = (rMA 2x (1-rSA-MA 2))0.5 F = (r MA 2 x (1-r SA-MA 2 )) 0.5

모듈 6: 최소수준의 친화력을 갖는 유전형생성Module 6: Genotyping with Minimal Affinity

제1단계: 최소접합도한계를 정한다.Step 1: Determine the minimum junction limit

제2단계: 무작위 유전형을 형성시킨다 (모듈 1).Step 2: form a random genotype (Module 1).

제3단계: 유전형을 번역하여 표현형을 조립한다 (모듈 2).Step 3: Translate the genotypes to assemble the phenotypes (Module 2).

제4단계: 표적에 대한 표현형의 친화력을 시험한다 (모듈 3, 4, 5, 6).Step 4: Test the affinity of the phenotype for the target (modules 3, 4, 5, 6).

제5단계: 표현형의 접합도가 접합도한계를 초과하면 암호생성을 중단하 고 암호를 단계 2로 보낸다. 그렇지 않은 경우엔 제1-5단계를 반복한다.Step 5: If the degree of concatenation of the phenotype exceeds the limit of concatenation, the generation of encryption is stopped and the password is sent to step 2. If not, repeat steps 1-5.

모듈 7: 다중 돌연변이Module 7: Multiple Mutations

제1단계: 제1암호(기본암호)를 입력한다 (발명의 상세한 설명 "단계 1" 로부터)Step 1: Enter the first password (basic password) (from the detailed description "Step 1" of the invention)

제2단계: 암호 한개당 돌연변이의 수(=q)를 정한다 (본 실예에선 유전 형내 부호 2.5-5%가 돌연변이화된다).Step 2: Determine the number of mutations per code (= q) (in our example 2.5-5% of the genotypes are mutated).

제3단계: 개체군의 크기 (= p)를 입력한다.Step 3: Enter the size of the population (= p).

제4단계: 유전형내 한 위치를 무작위 선택한다.Step 4: Randomly select a location within the genotype.

제5단계: 상기 위치의 암호부호를 무작위로 선택된 다른 부호로 대체한 다.Step 5: The cipher code of the position is replaced with another randomly selected code.

제6단계: q번에 이를때까지 제4 및 5단계를 반복한다.Step 6: Repeat steps 4 and 5 until q is reached.

제7단계: 제4-6 단계를 반복하여 총 p개의 새 암호를 생성시킨다.Step 7: Repeat steps 4-6 to generate a total of p new passwords.

제8단계: 모듈 1-6을 적용하여 돌연변이 개체군의 접합도를 시험한다. 최고 선택도를 갖는 아개체군을 선택하여 발명의 상세한 설명 "단계 3"에 사용한다.Step 8: Apply Modules 1-6 to test the conjugation of the mutant population. The group of subjects with the highest selectivity is selected and used in the detailed description "Step 3" of the invention.

모듈 8: 재조합Module 8: Recombination

제1단계: 개체군 크기(= P)를 정한다.Step 1: Determine the population size (= P).

제2단계: "단계 2"에 의해 생성된 개체군으로부터 2개 암호를 무작위 선택한다.Step 2: Randomly select two ciphers from the population created by "Step 2".

제3단계: 유전형내 한 위치를 무작위 선택한다.Step 3: Randomly select a location within the genotype.

제4단계: 교환할 부호의 수에 대한 무작위 번호를 생성시킨다.Step 4: Generate a random number for the number of codes to be exchanged.

제5단계: 선택된 위치에서 시작, 암호간에 부호교환을 실시한다.Step 5: Start at the selected location and perform code exchange between ciphers.

제6단계: P개의 새로운 유전형이 생성될 때까지 제2-5단계를 반복한다.Step 6: Repeat steps 2-5 until P new genotypes are generated.

제7단계: 모듈 2-6을 적용하여 돌연변이 개체군의 접합도를 시험한다. 최고선택도를 갖는 아개체군을 선택하여 그 다음 재조합 또는 "단계 4"의 성숙화에 사용한다.Step 7: Apply Modules 2-6 to test the conjugation of the mutant population. The group of subpopulations with the highest selectivity is selected and used for subsequent recombination or maturation of "Step 4".

모듈 9: 성숙화Module 9: Maturation

제1단계: "단계 3"으로부터 유도된 모체암호를 입력한다.Step 1: Enter the parent password derived from "Step 3".

제2단계: 반복수를 정한다.Step 2: Determine the number of iterations.

제3단계: 모체유전형내 한 위치를 무작위로 선택한다.Step 3: Randomly select a location in the parent genotype.

제4단계: 상기 위치의 암호부호를 무작위로 선택된 다른 부호로 대체한 다.Step 4: Replace the cipher code of the position with another randomly selected code.

제5단계: 모듈 2-6을 이용, 모체 암호의 선택성(Fp) 및 돌연변이 생성 물의 선택성(FM) 을 시험한다.Step 5: Use Modules 2-6 to test the selectivity of the parent code (F p ) and the selectivity of the mutation product (F M ).

제6단계: FM≥Fp인 경우 모체유전형을 돌연변이 생성물로 대체한다.Step 6: Replace the parent genotype with the mutant product if F M ≥ F p .

제7단계: 필요한 반복수에 대해 제3-6단계를 반복한다.Step 7: Repeat steps 3-6 for the required number of repetitions.

모듈 10: 고리가 있는 탄소 골격을 만드는 암호 생성 (6개 구성원을 갖는 고리, 입력점 = 출력점)Module 10: Generating a password to create a ringed carbon backbone (ring with 6 members, entry point = output point)

제1단계: 암호의 길이를 정한다.Step 1: Determine the length of the password.

v1, v2, v3, ... vn (치환기의 빈도수)를 정한다.Determine v1, v2, v3, ... vn (frequency of substituents).

프로브(prob) _ 고리 (고리 암호 서열의 빈도수)를 정한다.The probe _ ring (frequency of ring coding sequence) is determined.

(0 ≤ 프로브 _ 고리 ≤ 1)(0 ≤ probe _ ring ≤ 1)

제2단계: 제1_암호 = "" 를 초기화한다.Step 2: Initialize the first_password = "".

제2_암호 = "" 를 초기화한다.Initialize the second_password = "".

제3_암호 = "" 를 초기화한다.Initialize the third_password = "".

제3단계: 부호 스트링을 생성시킨다.Step 3: Generate a sign string.

암호길이가 얻어질 때까지 제4단계를 반복한다.Repeat step 4 until the encryption length is obtained.

제4a단계: 프로브 _ 고리> 무작위인 경우 (0 ≤ 무작위 ≤ 1)Step 4a: Probe _ Ring> Random (0 ≤ Random ≤ 1)

고리에 대한 부호할당(돛단배 규칙).Code assignments for rings (sailboat rules).

새로운_부호_1을 하기의 무작위로 선택된 수에 지정한다: {'431413', '314134', '141343', '132132', '321321',Assign a new_sign_1 to the following randomly selected numbers: {'431413', '314134', '141343', '132132', '321321',

'213213', '123123', '231231', '312312', '421412','213213', '123123', '231231', '312312', '421412',

'214124', '141242', '324234', '242343', '423432'}'214124', '141242', '324234', '242343', '423432'}

치환체에 대한 부호할당.Sign assignment for substituents.

빈도수 v1, v2, v3, ...vn를 이용, 새로운_부호_2를 {c1, c2, c3, ..., cn}에서 무작위로 선택된 6개 구성원에 지정한 다(c1..cn 은 각기 다른 관능기를 명시하는 부호).Using frequency v1, v2, v3, ... vn, new_signal_2 is assigned to six members randomly selected from {c1, c2, c3, ..., cn} (c1..cn respectively) Code to specify other functional groups).

치환기원자가에 대한 부호를 지정한다. 새로운_부호_3을 {'1', '2', '3','4'}에서 무작위로 선택된 6개 구성원에 지정 한다.Specifies the sign for a substituent atom. The new_code_3 is assigned to six members randomly selected from {'1', '2', '3', '4'}.

또는or

제4b단계: 제1암호에 대한 단일(비환:非環)부호를 지정한다.Step 4b: Specify a single (non-ambient) code for the first password.

새로운_부호_1을 {'1', '2', '3', '4' }에서 무작위로 선택된 구성원에 지정한다.The new_sign_1 is assigned to a member randomly selected from {'1', '2', '3', '4'}.

치환기에 대한 부호를 지정한다.Specifies the sign for the substituent.

빈도수 v1, v2, ...vn를 이용, 새로운 _부호_2를 {c1, c2, ..., cn}에서 무작위로 선택된 구성원에 지정한다.Using the frequencies v1, v2, ... vn, the new _sign_2 is assigned to the member randomly selected from {c1, c2, ..., cn}.

치환기 원자가에 대한 부호를 지정한다.Specifies the sign for the substituent valency.

새로운_부호_3을 {'1', '2', '3','4'}에서 무작위로 선택된 구성원에 지정한다.The new_signal_3 is assigned to a member randomly selected from {'1', '2', '3', '4'}.

제4c단계: 새 부호들을 암호 스트링에 연결시킨다.Step 4c: Concatenate the new codes to the cipher string.

제1_암호 = 제1_암호 & 새로운_부호_1First_password = first_password & new_code_1

제2_암호 = 제2_암호 & 새로운_부호_2Second_password = second_password & new_code_2

제3_암호 = 제3_암호 & 새로운_부호_3Third_password = third_password & new_code_3

모듈 11: 다중 점 돌연변이Module 11: Multiple Point Mutations

제1단계: 제1암호를 입력한다.Step 1: Enter the first password.

제2단계: 암호 한개당 돌연변이의 수(=q)를 정한다 (본 실예에선 유전 형내 부호 2.5-5%가 돌연변이화된다).Step 2: Determine the number of mutations per code (= q) (in our example 2.5-5% of the genotypes are mutated).

제3단계: 개체군의 크기 (= p)를 입력한다.Step 3: Enter the size of the population (= p).

제4단계: 유전형내 한 위치를 무작위 선택한다.Step 4: Randomly select a location within the genotype.

제5단계: 각 암호벡터에서 상기 위치의 암호부호를 무작위로 선택된 다 른 부호로 대체한다.Step 5: Replace the cipher code of the position in each cipher vector with another randomly selected code.

제6단계: q번에 이를때까지 제4 및 5단계를 반복한다.Step 6: Repeat steps 4 and 5 until q is reached.

제7단계: 제4-6단계를 반복하여 총 p개의 새 암호를 생성시킨다.Step 7: Repeat steps 4-6 to generate a total of p new passwords.

제8단계: 돌연변이개체군내 각 구성원의 접합도를 시험한다. 선택도를 최 고 갖는 아개체군을 선택하여 재조합 또는 추가의 다중 돌연 변이에 사용한다.Step 8: Test the conjugation of each member in the population of mutants. Subgroups of the highest selectivity are selected and used for recombination or additional multiple mutations.

모듈 12: 서열 돌연변이Module 12: Sequence Mutation

제1단계: P삭제, P반전, P삽입및 P중복을 돌연변이발생의 한계수준으 로 정한다 (0 ≤ PX≤ 1).Step 1: Set P deletion , P inversion , P insertion and P overlap as the threshold for mutagenesis (0 ≤ P X ≤ 1).

제2단계: 암호내의 무작위 위치 하나(= x)를 생성시킨다 (0 ≤ p ≤ 암 호의 길이).Step 2: Generate one random position (= x) in the cipher (0 ≦ p ≦ password length).

제3단계: 서열의 무작위 길이(= L)를 생성시킨다 (0 ≤ L ≤ 암호의 길 이 - x).Step 3: Generate a random length (= L) of the sequence (0 ≦ L ≦ coding length minus x).

제4단계: x에서 출발, 총 L개 부호에 이르기까지 암호로부터 서열을 복 사한다.Step 4: Copy the sequence from the code starting at x up to a total of L codes.

제5단계: 0 ≤ P반전≤ 무작위 수 ≤ 1인 경우, 스트링내 부호들의 순 서를 역전시킨다.Step 5: When 0 ≦ P inversion ≦ random number ≦ 1, reverse the order of the codes in the string.

제6단계: 0 ≤ P중복≤ 무작위 수 ≤ 1인 경우, 서열을 복사하고 복사 본을 서열에 연결시킨다.Step 6: If 0 ≦ P overlap ≦ random number ≦ 1, copy the sequence and link the copy to the sequence.

제7단계: 0 ≤ P삭제≤ 무작위 수 ≤ 1인 경우, 위치 x에서 출발암호 로부터 L개 부호를 삭제한다. 또는Step 7: When 0 ≤ P deleting ≤ random number ≤ 1, L codes are deleted from the starting code at position x. or

암호내 서열을 제 5 및 6단계에서 생성된 서열로 대체한다.The coded sequence is replaced with the sequence generated in steps 5 and 6.

제8단계: 0 ≤ P삽입≤ 무작위 수 ≤ 1인 경우, 암호내에서 위치(=y) 를 무작위 선택한다 (0 ≤ y ≤ 암호의 길이).Eighth Step: When 0 ≤ P Insertion ≤ Random Number ≤ 1, randomly select a position (= y) in the cipher (0 ≤ y ≤ cipher length).

제5 및 6단계에 의해 생성된 서열을 위치 y에 삽입한다.The sequence generated by steps 5 and 6 is inserted at position y.

모듈 13: 재조합Module 13: Recombination

제1단계: 개체군 크기(= P)를 정한다.Step 1: Determine the population size (= P).

제2단계: 다중 돌연변이에 의해 생성된 개체군으로부터 2개 암호를 무 작위선택한다.Step 2: Randomly select two codes from the population created by multiple mutations.

제3단계: 유전형내 한 위치를 무작위선택한다.Step 3: Randomize a location within the genotype

제4단계: 교환할 부호의 수에 대한 무작위번호를 생성시킨다.Step 4: Generate a random number for the number of codes to be exchanged.

제5단계: 선택된 위치에서 시작, 각 3개 암호벡터간에 부호 교환을 실 시한다.Step 5: Starting from the selected position, perform code exchange between each of three encryption vectors.

제6단계: P개의 새로운 유전형이 생성될 때까지 제2-5단계를 반복한다.Step 6: Repeat steps 2-5 until P new genotypes are generated.

제7단계: 생성된 돌연변이 개체군내 각 리간드의 접합도를 시험한다. 최고선택도를 갖는 아개체군을 선택하여 그 다음 재조합 시리 즈 또는 성숙화에 사용한다.Step 7: Test the conjugation of each ligand in the resulting mutant population. The group of subpopulations with the highest selectivity is selected for subsequent use in recombinant series or maturation.

모듈 14: 성숙화Module 14: Maturation

제1단계: 재조합으로부터 유도된 모체암호를 입력한다.Step 1: Enter the parent code derived from recombination.

제2단계: 반복수를 정한다.Step 2: Determine the number of iterations.

제3단계: 모체 유전형내 한 위치를 무작위로 선택한다.Step 3: Randomly select a location in the maternal genotype.

제4단계: 각 암호벡터내 상기 위치들의 암호부호를 무작위로 선택된 다 른 부호들로 대체한다.Step 4: Replace the cipher code of the positions in each cipher vector with other randomly selected codes.

제5단계: 모듈 4와 5를 이용, 모체암호의 접합성(Fp) 및 돌연변이 생성 물의 접합성(FM) 을 시험한다.Step 5: Use Modules 4 and 5 to test the maternal password's conjugation (F p ) and the mutation product's conjugation (F M ).

제6단계: FM≥Fp인 경우 모체유전형을 돌연변이 생성물로 대체한다.Step 6: Replace the parent genotype with the mutant product if F M ≥ F p .

제7단계: 필요한 반복수에 대해 제3-6단계를 반복한다.Step 7: Repeat steps 3-6 for the required number of repetitions.

Claims (53)

(가) 선형 부호서열로 암호화된 시뮬레이션수용체표현형의 물리적 모델을 제조하고, 한가지 이상의 정량가능한 기능특색을 공유하는 일련의 표적분자들을 제공하는 단계와;(A) preparing a physical model of a simulated receptor phenotype encoded by a linear code sequence and providing a set of target molecules that share one or more quantifiable functional features; (나) 각 표적분자에 대해서(B) for each target molecule (i) 유효친화력계산을 이용하여, 여러가지 배향중 각각의 배향에 대한 표적분자와 수용체사이의 친화력을 계산하고;(i) calculating the affinity between the target molecule and the receptor for each of the various orientations using the effective affinity calculation; (ii) 계산된 친화력을 모두 합하여 총합친화력을 계산하고;(ii) adding up the calculated affinity to calculate the total affinity; (iii) 최대친화력을 확인하는 단계와;(iii) confirming maximum affinity; (다) 계산된 총합친화력 및 최대친화력을 사용하여(C) using the calculated total affinity and maximum affinity; (i) 최대친화력과 정량가능한 기능특색간의 최대친화력상관계수를 계산하고;(i) calculating the maximum affinity correlation coefficient between the maximum affinity and the quantifiable functional feature; (ii) 총합친화력과 정량가능한 기능특색간의 총합친화력상관계수를 계산하는 단계와;(ii) calculating a total affinity correlation coefficient between the total affinity and the quantifiable functional feature; (라) 최대상관계수 및 총합상관계수를 이용하여 접합계수를 계산하는 단계와;(D) calculating a joint coefficient using the maximum correlation coefficient and the total sum correlation coefficient; (마) 미리 선택된 접합계수를 갖는 수용체 개체군이 얻어질 때까지 수용체 구조를 변화시키고 상기 단계 (나)∼ (라)를 반복하는 단계와;(E) changing the receptor structure and repeating steps (b) to (d) until a receptor population having a preselected conjugation coefficient is obtained; (바) 분자상의 선형 부호서열로 암호화된 화학구조의 물리적 모델을 제공하고, 상기 유효친화력계산을 이용하여 여러 배향중 각각의 배향에 대해 화학구조와 각 수용체 사이의 친화력을 계산하고, 계산된 친화력을 이용하여 친화력접합점수를 계산하는 단계와;(F) providing a physical model of a chemical structure encoded by a linear code sequence on a molecule, calculating the affinity between the chemical structure and each receptor for each of the various orientations using the effective affinity calculation, and calculating the calculated affinity. Calculating an affinity junction score using; (사) 상기 화학구조를 변화시켜 화학구조변이체를 생성시키고 단계 (바)를 반복하는 단계와;(G) changing the chemical structure to generate chemical structural variants and repeating step (f); (아) 친화력점수가 미리 선택된 친화력점수에 가까운 화학구조변이체를 선택하여 추가변화를 가하는 단계를 포함하는, 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.(H) computer-based design of a chemical structure having a pre-selected functional feature comprising the step of selecting a chemical structural variant having an affinity score close to a preselected affinity score and adding a further change. 제1항에 있어서, 시뮬레이션수용체유전형을 제조하는 단계는 공간점유율과 전하를 암호화하는 수용체 선형 부호서열을 생성시키는 것을 포함하고, 화학구조의 물리적 모델을 제조하는 단계는 공간점유율과 전하를 암호화하는 상기 분자선형부호서열을 생성시키는 것을 포함하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.The method of claim 1, wherein preparing a simulated receptor genotype comprises generating a receptor linear code sequence that encodes space occupancy and charge, and preparing a physical model of the chemical structure comprises: encoding the space occupancy and charge. A computer-based design of a chemical structure having a preselected functional feature comprising generating a molecular linear sequence. 제2항에 있어서, 상기 유효친화력 계산은 유효런던분산력을 생성시키기 위해 상기 분자 구조상의 비극성 부위들과 충분히 가까운 상기 시뮬레이션 수용체상의 비하전부위의 비율이 추산되는 근접성척도와, 상기 시뮬레이션수용체의 하전부위들과 상기 분자구조내 존재하는 쌍극간에 생성된 전하-쌍극 정전력의 총합강도의 두가지 척도를 포함하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.3. The method according to claim 2, wherein the effective affinity calculation is based on a proximity scale at which the ratio of the uncharged sites on the simulated receptor sufficiently close to the nonpolar sites of the molecular structure to generate an effective London dispersion force, and the charged sites of the simulated receptors. And a computer-based design of a chemical structure having a preselected functional feature comprising two measures of the total intensity of charge-dipole electrostatic forces generated between the two poles present in the molecular structure. 제2항에 있어서, 상기 친화력접합도 점수계산단계는 분자구조와 각 수용체간의 총합 및 최대친화력을 계산하는 것을 포함하며, 접합도 점수는 하기의 식과 같이 계산되고:The method of claim 2, wherein the affinity scoring score calculating step comprises calculating the sum and maximum affinity between the molecular structure and each receptor, wherein the affinity score is calculated as follows: Σ { |계산된 최대친화력 - 표적 최대친화력| / 표적 최대친화력},Σ {| Calculated Maximum Affinity-Target Maximum Affinity | / Target affinity}, 상기 미리 선택된 접합도 점수가 실질상 0인 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.Computer-based design of a chemical structure having a preselected functional feature, wherein the preselected jointness score is substantially zero. 제2항에 있어서, 상기 친화력접합도 점수계산단계는 분자구조와 각 수용체간의 총합 및 최대친화력의 계산을 포함하며, 접합도 점수는 다음과 같이 계산되고:The method of claim 2, wherein the affinity scoring score calculating step includes calculation of the molecular structure and the sum and maximum affinity between each receptor, wherein the affinity score is calculated as follows: Σ { (|계산된 최대친화력 - 표적 최대친화력| /2 x 표적 최대친화력) + |계산된 총합친화력 - 표적 총합친화력| /2 x 표적 총합친화력},Σ {(| Calculated maximum affinity-target maximum affinity | / 2 x target maximum affinity) + | Calculated total affinity-target total affinity | / 2 x target affinity}, 상기 미리 선택된 접합도 점수가 실질상 0인 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.Computer-based design of a chemical structure having a preselected functional feature, wherein the preselected jointness score is substantially zero. 제2항에 있어서, 상기 총합친화력상관계수는 rSA 2이고 상기 최대친화력상관계수는 rMA 2이며, 상기 접합도 계수는 F = (rMA 2x rSA 2)0.5이고, 상기 미리 선택된 접합도계수는 실질상 1인 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.The joint affinity correlation coefficient of claim 2, wherein the total affinity correlation coefficient is r SA 2 , the maximum affinity correlation coefficient is r MA 2 , and the bonding coefficient is F = (r MA 2 xr SA 2 ) 0.5 . A computer-based design of a chemical structure having a preselected functional feature, wherein the coefficient is substantially one. 제2항에 있어서, 상기 총합친화력상관계수는 rSA-MA 2이고 상기 최대친화력상관계수는 rMA 2이며, 상기 접합도계수는 F = (rMA 2x (1-rSA 2))0.5이고, 상기 미리 선택된 접합도계수가 실질상 1인 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.The method of claim 2, wherein the total affinity correlation coefficient is r SA-MA 2 , the maximum affinity correlation coefficient is r MA 2 , and the bonding coefficient is F = (r MA 2 x (1-r SA 2 )) 0.5 And wherein said preselected bond coefficient is substantially one. 제2항에 있어서, 상기 분자선형부호서열이 다수의 서열부호 트리플릿을 포함하며, 상기 트리플릿의 첫번째 부호는 상기 분자구조의 분자골격내 점유원자의 위치와 정체를 규정하는 첫번째 부호세트로부터 무작위 선택되고, 상기 트리플릿의 두번째 부호는 상기 점유원자에 부착된 치환기의 정체를 규정하는 두번째 부호세트로부터 무작위 선택되며, 상기 트리플릿의 세번째 부호는 트리플릿의 상기 첫번째 부호에 의해 규정된 원자상 치환기의 위치를 규정하는 세번째 부호세트로부터 무작위 선택되는 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.3. The method of claim 2, wherein the molecular linear sequence comprises a plurality of sequence code triplets, wherein the first sign of the triplet is randomly selected from the first set of codes defining the location and identity of the occupants in the molecular backbone of the molecular structure. The second sign of the triplet is randomly selected from the second set of codes that define the identity of the substituents attached to the occupant, and the third sign of the triplet defines the position of the atomic substituent defined by the first sign of the triplet. A computer-based design of a chemical structure having a preselected functional feature characterized in that it is randomly selected from a third set of codes. 제8항에 있어서, 상기 분자선형서열로부터 각 트리플릿을 순차적으로 번역한후 상기 분자골격상의 채워지지 않은 위치를 수소원자로 채우는 유효분자조립연산법을 이용하여 분자선형부호서열을 해독하는 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.The method according to claim 8, wherein the molecular linear coding sequence is decoded using an effective molecular assembly operation method of sequentially translating each triplet from the molecular linear sequence and then filling an unfilled position on the molecular skeleton with a hydrogen atom. Computer-based design of chemical structures with preselected functional features. 제9항에 있어서, 상기 분자 구조를 돌연변이화시키는 단계가 하기 단계중 1개 이상을 포함하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법:10. The method of claim 9, wherein the step of mutating the molecular structure comprises at least one of the following steps: ⅰ)연결된 부호세트로부터 1개 이상 트리플릿의 첫번째, 두번째 및 세번째 부호중 1개 이상을 무작위로 상호교환시킴으로써 상기 분자유전형을 돌연변이화시키는 단계;Iii) mutating said molecular genotype by randomly exchanging at least one of the first, second and third symbols of at least one triplet from the linked code set; ⅱ)분자유전형으로부터 프리플렛을 삭제하는 삭제단계;Ii) deleting the pre-plate from the molecular genotype; ⅲ)분자유전형내 트리플릿을 중복시키는 중복단계;Iii) an overlapping step of overlapping triplets in the molecular genotype; ⅳ)분자유전형내 1개 이상 트리플릿의 서열순서를 반전시키는 반전단계;Iii) an inversion step of inverting the sequence order of one or more triplets in the molecular genotype; ⅴ)분자유전형내의 트리플릿을 분자유전형내 다른 위치에 삽입시키는 삽입단계.Iii) an insertion step of inserting the triplet in the molecular genotype to another position in the molecular genotype. 제10항에 있어서, 상기 분자유전형을 돌연변이화시키는 단계가 상기 선택된 돌연변이 분자유전형의 무작위로 선택된 쌍들을 재조합시켜 상기 분자선형서열내의 상응되는 부호들이 상호교환되도록 하는 것을 포함하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.The chemistry of claim 10, wherein the step of mutating the molecular genotype comprises recombining randomly selected pairs of the selected mutant molecular genome such that corresponding symbols in the molecular linear sequence are interchanged. How to design a structure based on computer. 제2항에 있어서, 수용체 선형부호서열내 각 부호가 공간방향전환지령 또는 방향전환없이 하전된 위치를 규정하는 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.3. The computer-based method of claim 2, wherein each code in the receptor linear code sequence defines a charged position without spatial redirection instructions or redirection. 제12항에 있어서, 상기 수용체표현형이 다수의 부단위들이 구비된 선형중합체 1개 이상을 포함하며, 상기 부단위중 하나가 상기 1개 이상 선형중합체내 첫번째 부단위인 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.13. The preselected function of claim 12, wherein said receptor phenotype comprises at least one linear polymer having a plurality of subunits, wherein one of said subunits is the first subunit in said at least one linear polymer. Computer-based design of a characteristic chemical structure. 제13항에 있어서, 상기 수용체 선형부호서열이 유효수용체조립연산법을 이용하여 해독되며, 이때 상기 첫번째 부단위에 이은 각 후속 부단위에 대한 방향전환 지령이 상기 첫번째 부단위의 초기위치에 관하여 적용되는 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.The method of claim 13, wherein the linear receptor sequence is decoded using an effective receptor assembly operation, wherein the redirection instruction for each subsequent subunit following the first subunit is applied with respect to the initial position of the first subunit. Computer-based design of a chemical structure having a preselected functional feature. 제14항에 있어서, 공간방향전환지령을 규정하는 상기 부호들이 방향전환없음, 우회전, 좌회전, 상회전, 하회전을 암호화하며, 전하위치를 규정하는 부호들은 방향전환없이 양전하로 하전된 위치 및 방향전환없이 음전하로 하전된 위치를 암호화하는 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.15. The position and direction of claim 14, wherein the codes defining the space direction change instruction encode no turn, right turn, left turn, up turn, down turn, and the codes defining charge positions are positively charged positions and directions without a turn. A computer-based design of a chemical structure having a preselected functional feature characterized by encrypting a negatively charged position without conversion. 제14항에 있어서, 상기 부단위들이 수소의 반데르발스 반경과 실질상 동일한 반데르발스 반경을 갖는 실질상 구의 형태인 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.The computer-based design of a chemical structure having a preselected functional feature in accordance with claim 14, wherein said subunits are in the form of a substantially sphere having a van der Waals radius substantially equal to the van der Waals radius of hydrogen. Way. 제15항에 있어서, 상기 수용체유전형을 돌연변이화시키는 단계가 하기 단계중 1개 이상을 포함하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법:16. The method of claim 15, wherein said step of mutating said receptor genotype comprises a chemical structure having a preselected functional feature comprising one or more of the following steps: ⅰ)수용체유전형으로부터 부호를 삭제하는 삭제단계;Iii) deleting the code from the receptor genotype; ⅱ)수용체유전형내 부호를 중복시키는 중복단계;Ii) an overlapping step of overlapping the code in the receptor genotype; ⅲ)수용체유전형내 1개 이상 부호의 서열 순서를 반전시키는 반전단계;Iii) an inversion step of inverting the sequence sequence of one or more symbols in the receptor genotype; ⅳ)수용체유전형내 부호를 유전형내 다른 위치에 삽입시키는 삽입단계.Iii) an insertion step of inserting the code in the receptor genotype at another location in the genotype. 제17항에 있어서, 상기 수용체유전형을 돌연변이화시키는 단계가 상기 선택된 돌연변이 수용체유전형의 무작위로 선택된 쌍들을 재조합시켜 상기 수용체선형서열내의 상응되는 부호들이 상호교환되도록 하는 것을 포함하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.18. The chemistry of claim 17, wherein said mutating said receptor genotype comprises recombining randomly selected pairs of said selected mutant receptor genotype such that corresponding symbols in said receptor linear sequence are interchanged. How to design a structure based on computer. (가) 공간점유 및 전하를 암호화하는 수용체 선형부호서열을 생성시킴으로써 시뮬레이션 수용체유전형을 제조하는 단계와;(A) preparing a simulated receptor genotype by generating receptor linear coding sequences encoding space occupancy and charge; (나) 상기 유전형을 해독하여 수용체표현형을 생성시키고, 선택된 기능특색을 갖는 한개 이상의 표적분자를 제공하고, 유효친화력계산을 이용하여, 여러가지 배향에 대한 각 표적분자와 수용체사이의 친화력을 계산하고, 각 표적분자와 수용체사이의 총합 및 최대친화력을 계산하고, 표적분자의 상기 기능특색 대(對) 총합친화력에 대한 총합친화력상관계수 및 상기 기능특색 대(對) 최대친화력에 대한 최대친화력상관계수를 계산하고, 상기 총합 및 최대친화력상관계수에 근거하여 접합 계수를 계산하는 단계와;(B) deciphering the genotype to generate a receptor phenotype, providing one or more target molecules with the selected functional feature, and using affinity calculations to calculate the affinity between each target molecule and receptor for various orientations, Calculate the total and maximum affinity between each target molecule and the receptor, and calculate the total affinity correlation coefficient for the functional feature versus the total affinity of the target molecule and the maximum affinity correlation coefficient for the functional feature versus the maximum affinity. Calculating a joint coefficient based on the sum and the maximum affinity correlation coefficient; (다) 수용체유전형을 돌연변이화시키고 상기 단계 (나)를 반복한 후, 향상된 접합계수를 나타내는 수용체를 선정하여 미리 선택된 접합계수를 갖는 수용체개체군이 얻어질 때까지 돌연변이화시키는 단계와;(C) mutating the receptor genotype and repeating step (b), selecting a receptor that exhibits an improved conjugation coefficient and mutating it until a group of receptors having a preselected conjugation coefficient is obtained; (라) 상기 유효친화력계산을 이용하여 여러 배향에 대한 각 수용체와 선별대상 화학구조간의 친화력을 계산하고, 화합물과 각 수용체간의 총합 및 최대친화력을 계산한 후 상기 총합 및 최대친화력중 한가지 이상을 상기 한개 이상의 표적 및 상기 수용체 개체군간의 총합 및 최대친화력과 비교하여 친화력접합점수를 계산하고, 상기 비교치를 상기 한가지 이상의 표적분자에 대한 상기 화학구조의 기능활성수준의 지침으로 사용하는 단계를 포함하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조의 선별방법.(D) Calculate the affinity between each receptor for the different orientations and the selected chemical structure for the various orientations using the effective affinity calculation, calculate the total and maximum affinity between the compound and each receptor, and then determine at least one of the total and maximum affinity. Calculating affinity junction scores by comparing the total and maximal affinities between one or more targets and the receptor population, and using the comparisons as a guide for the level of functional activity of the chemical structure for the one or more target molecules Method for screening chemical structures with functional features. 제19항에 있어서, 상기 유효친화력계산은 유효런던분산력을 생성시키기 위해 상기 분자구조상의 비극성부위들과 충분히 가까운 상기 시뮬레이션 수용체상의 비하전부위의 비율이 추산되는 근접성척도 및 상기 시뮬레이션 수용체의 하전부위들과 상기 분자구조내 존재하는 쌍극간에 생성된 전하-쌍극 정전력의 총합강도의 두가지 척도를 포함하는 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조의 선별방법.The proximity affinity calculation of claim 19, wherein the effective affinity calculation is a proximity measure from which the proportion of uncharged sites on the simulated receptor sufficiently close to the nonpolar sites of the molecular structure to produce an effective London dispersion force and charged sites of the simulated receptor. And two measures of the total intensity of the charge-dipole electrostatic force generated between the dipoles present in the molecular structure. 제20항에 있어서, 상기 접합도점수가 다음과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조의 선별방법:21. The method of claim 20, wherein said joint score is calculated as follows: Σ { |계산된 최대친화력 - 표적 최대친화력| / 표적 최대친화력}Σ {| Calculated Maximum Affinity-Target Maximum Affinity | Target affinity} 제20항에 있어서, 상기 접합도점수가 다음과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조의 선별방법:21. The method of claim 20, wherein said joint score is calculated as follows: Σ { (|계산된 최대친화력 - 표적 최대친화력| /2 x 표적 최대친화력) + (|계산된 총합친화력 - 표적 총합친화력| /2 x 표적 총합친화력)}Σ {(| Calculated maximum affinity | target maximum affinity | / 2 x target maximum affinity) + (| Calculated total affinity-target total affinity | / 2 x target total affinity)} 제20항에 있어서, 상기 총합친화력상관계수는 rSA 2이고 상기 최대친화력 상관계수는 rMA 2이고, 상기 접합도 계수는 F = (rMA 2x rSA 2)0.5이며, 상기 미리 선택된 접합도계수가 실질상 1인 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조의 선별방법.21. The method of claim 20, wherein the total affinity correlation coefficient is r SA 2 and the maximum affinity correlation coefficient is r MA 2 , the bonding coefficient is F = (r MA 2 xr SA 2 ) 0.5 , the preselected bonding degree A method for screening chemical structures with preselected functional features, wherein the coefficient is substantially one. 제20항에 있어서, 상기 총합친화력상관계수는 rSA 2이고 상기 최대친화력 상관계수는 rMA 2이며, 상기 접합도 계수는 F = (rMA 2x (1-rSA-MA 2))0.5이고, 상기 미리 선택된 접합도 계수가 실질상 1인 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조의 선별방법.The method of claim 20, wherein the total affinity correlation coefficient is r SA 2 and the maximum affinity correlation coefficient is r MA 2 , and the junction coefficient is F = (r MA 2 x (1-r SA-MA 2 )) 0.5 And wherein the preselected bonding coefficient is substantially one. 제20항에 있어서, 수용체 선형부호서열내 각 부호가 공간방향전환지령 또는 방향전환없이 하전된 위치를 규정하는 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조의 선별방법.21. The method according to claim 20, wherein each code in the receptor linear code sequence defines a charged position without spatial redirection instruction or redirection. 제25항에 있어서, 상기 수용체표현형이 다수의 부단위들이 구비된 선형중합체 1개 이상을 포함하며, 상기 부단위중 하나가 상기 1개 이상의 선형중합체내 첫번째 부단위인 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조의 선별방법.The preselected function of claim 25, wherein the receptor phenotype comprises at least one linear polymer having a plurality of subunits, wherein one of the subunits is the first subunit in the at least one linear polymer. Method for screening chemical structures with features. 제26항에 있어서, 상기 수용체 선형부호서열이 유효수용체조립연산법을 이용하여 해독되며, 이때 상기 첫번째 부단위에 이은 각 후속 부단위에 대한 방향전환 지령이 상기 첫번째 부단위의 초기위치에 관하여 적용되는 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조의 선별방법.27. The method of claim 26, wherein the linear receptor sequence is decoded using an effective receptor assembly algorithm, wherein redirection instructions for each subsequent subunit following the first subunit are applied with respect to the initial position of the first subunit. Method for screening a chemical structure having a pre-selected functional feature characterized in that it is. 제27항에 있어서, 공간방향전환지령을 규정하는 상기 부호들이 방향전환없음, 우회전, 좌회전, 상회전, 하회전을 암호화하며, 전하위치를 규정하는 부호들은 방향전환없이 양전하로 하전된 위치 및 방향전환없이 음전하로 하전된 위치를 암호화하는 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조의 선별방법.29. The position and direction of claim 27, wherein the codes defining a space direction change instruction encode no turn, right turn, left turn, up turn, and down turn, and codes defining charge positions are positively charged positions and directions without a turn. A method for screening chemical structures with preselected functional features, characterized by encoding a negatively charged position without conversion. 제28항에 있어서, 상기 부단위들이 수소의 반데르발스 반경과 실질상 동일한 반데르발스 반경을 갖는 실질상 구의 형태인 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조의 선별방법.29. The method of claim 28, wherein said subunits are in the form of substantially spherical spheres having van der Waals radii substantially equal to the van der Waals radii of hydrogen. 제27항에 있어서, 상기 수용체유전형을 돌연변이화시키는 단계가 하기 단계중 1개 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조의 선별방법:28. The method of claim 27, wherein said step of mutating said receptor genotype comprises one or more of the following steps: ⅰ)수용체유전형으로부터 부호를 삭제하는 삭제단계;Iii) deleting the code from the receptor genotype; ⅱ)수용체유전형내 부호를 중복시키는 중복단계;Ii) an overlapping step of overlapping the code in the receptor genotype; ⅲ)수용체유전형내 1개 이상 부호의 서열 순서를 반전시키는 반전단계;Iii) an inversion step of inverting the sequence sequence of one or more symbols in the receptor genotype; ⅳ)수용체유전형내 부호를 유전형내 다른 위치에 삽입시키는 삽입단계.Iii) an insertion step of inserting the code in the receptor genotype at another location in the genotype. 제30항에 있어서, 상기 수용체유전형을 돌연변이화시키는 단계가 상기 선택된 돌연변이 수용체유전형의 무작위로 선택된 쌍들을 재조합시켜 상기 수용체 선형 서열내의 상응되는 부호들이 상호교환되도록 하는 것을 포함하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조의 선별방법.31. The chemistry of claim 30, wherein said mutating said receptor genotype comprises recombining randomly selected pairs of said selected mutant receptor genotype such that corresponding symbols in said receptor linear sequence are interchanged. Method of screening structure. (가) 공간점유 및 전하를 암호화하는 수용체 선형부호서열을 생성시킴으로써 시뮬레이션 수용체유전형을 제조하는 단계와;(A) preparing a simulated receptor genotype by generating receptor linear coding sequences encoding space occupancy and charge; (나) 상기 유전형을 해독하여 수용체표현형을 생성시키고, 유사한 기능특색을 공유하는 일련의 표적분자를 제공하고, 유효친화력계산을 이용하여, 여러가지 배향에 대한 각 표적분자와 수용체사이의 친화력을 계산하고, 각 표적분자와 수용체사이의 총합 및 최대친화력을 계산하고, 각 표적분자에 대해 기능특색 대(對) 총합친화력에 대한 총합친화력상관계수를 계산하고, 각 표적분자에 대해 상기 기능특색 대(對) 최대친화력에 대한 최대친화력상관계수를 계산하고, 각 표적분자에 대해 상기 총합 및 최대친화력상관계수에 근거하여 접합계수를 계산하는 단계와;(B) deciphering the genotype to generate a phenotype of the receptor, providing a series of target molecules that share similar functional features, and using affinity calculations to calculate the affinity between each target molecule and receptor for various orientations; Calculate the total affinity and maximum affinity between each target molecule and the receptor, calculate the total affinity correlation coefficient for the functional trait versus the total affinity for each target molecule, and calculate the functional trait versus the affinity for each target molecule. Calculating a maximum affinity correlation coefficient for the maximum affinity and calculating a joint coefficient for each target molecule based on the sum and the maximum affinity correlation coefficient; (다) 상기 유전형을 돌연변이화시키고 상기 단계 (나)를 반복한 후, 향상된 접합계수를 나타내는 수용체를 선정하여 미리 선택된 접합계수를 갖는 수용체 개체군이 얻어질 때까지 돌연변이화시키는 단계를 포함하는 유사한 기능특색을 갖는 화합물에 대해 선택적 친화력을 나타내는 생수용체와 유사한 시뮬레이션 수용체를 설계하는 방법.(C) mutagenesis of the genotype and repeating step (b), and then selecting a receptor that exhibits an improved conjugation coefficient and mutating until a population of receptors having a preselected conjugation coefficient is obtained. A method of designing a simulated receptor similar to a bioreceptor that exhibits selective affinity for a compound having a. 제32항에 있어서, 수용체 선형부호서열내 각 부호가 공간방향전환지령 또는 방향전환없이 하전된 위치를 규정하는 유사한 기능특색을 갖는 화합물에 대해 선택적 친화력을 나타내는 생수용체와 유사한 시뮬레이션 수용체를 설계하는 방법.33. The method of claim 32, wherein the design of a simulated receptor similar to a bioreceptor that exhibits selective affinity for a compound having a similar functional feature that defines a position where each code in the receptor linear code sequence is charged without spatial redirection or redirection. . 제33항에 있어서, 상기 수용체표현형이 다수의 부단위들이 구비된 다수의 선형중합체를 포함하고, 각 선형중합체는 상응되는 선형부호서열에 의해 암호화되며, 상기 부단위중 하나가 상기 1개 이상 선형중합체내 첫번째 부단위인 것을 특징으로 하는 유사한 기능특색을 갖는 화합물에 대해 선택적 친화력을 나타내는 생수용체와 유사한 시뮬레이션 수용체를 설계하는 방법.34. The method of claim 33, wherein the receptor phenotype comprises a plurality of linear polymers having a plurality of subunits, each linear polymer encoded by a corresponding linear code sequence, wherein one of the subunits is one or more linear A method of designing a simulated receptor similar to a bioreceptor with selective affinity for a compound having a similar functional feature, characterized in that it is the first subunit in the polymer. 제34항에 있어서, 상기 수용체 선형부호서열이 유효수용체조립연산법을 이용하여 해독되며, 이때 상기 첫번째 부단위에 이은 각 후속 부단위에 대한 방향전환 지령이 상기 첫번째 부단위의 초기위치에 관하여 적용되는 것을 특징으로 하는 유사한 기능특색을 갖는 화합물에 대해 선택적 친화력을 나타내는 생수용체와 유사한 시뮬레이션 수용체를 설계하는 방법.35. The method of claim 34, wherein the linear receptor sequence is decoded using an effective receptor assembly algorithm, wherein a redirection instruction for each subsequent subunit following the first subunit is applied with respect to the initial position of the first subunit. A method of designing a simulated receptor similar to a bioreceptor that exhibits selective affinity for a compound having similar functional features, characterized in that 제35항에 있어서, 공간방향전환지령을 규정하는 상기 부호들이 방향전환없음, 우회전, 좌회전, 상회전, 하회전을 암호화하며, 전하위치를 규정하는 부호들은 방향전환없이 양전하로 하전된 위치 및 방향전환없이 음전하로 하전된 위치를 암호화하는 것을 특징으로 하는 유사한 기능특색을 갖는 화합물에 대해 선택적 친화력을 나타내는 생수용체와 유사한 시뮬레이션 수용체를 설계하는 방법.36. The position and direction of claim 35, wherein the codes defining a space direction change instruction encode no turn, right turn, left turn, up turn, down turn, and the codes defining charge positions are positively charged positions and directions without turning. A method of designing a simulated receptor similar to a bioreceptor that exhibits selective affinity for a compound having similar functional features characterized by encoding a negatively charged position without conversion. 제36항에 있어서, 상기 부단위들이 수소의 반데르발스 반경과 실질상 동일한 반데르발스 반경을 갖는 실질상 구의 형태인 것을 특징으로 하는 유사한 기능특색을 갖는 화합물에 대해 선택적 친화력을 나타내는 생수용체와 유사한 시뮬레이션 수용체를 설계하는 방법.37. The bioreceptor of claim 36, wherein said subunits are in the form of substantially spherical spheres having van der Waals radius substantially equal to the van der Waals radius of hydrogen. How to design similar simulated receptors. 제35항에 있어서, 상기 수용체유전형을 돌연변이화시키는 단계가 하기 단계중 1개 이상을 포함하는 유사한 기능특색을 갖는 화합물에 대해 선택적 친화력을 나타내는 생수용체와 유사한 시뮬레이션 수용체를 설계하는 방법:36. The method of claim 35, wherein said step of mutating said receptor genotypes comprises a simulated receptor similar to a bioreceptor that exhibits selective affinity for a compound having a similar functional feature comprising one or more of the following steps: ⅰ)수용체유전형으로부터 부호를 삭제하는 삭제단계;Iii) deleting the code from the receptor genotype; ⅱ)수용체유전형내 부호를 중복시키는 중복단계;Ii) an overlapping step of overlapping the code in the receptor genotype; ⅲ)수용체유전형내 1개 이상 부호의 서열순서를 반전시키는 반전단계;Iii) an inversion step of reversing the sequence of one or more codes in the receptor genotype; ⅳ)수용체유전형내 부호를 유전형내 다른 위치에 삽입시키는 삽입단계.Iii) an insertion step of inserting the code in the receptor genotype at another location in the genotype. PCT 보정서 번역문 참조(국제출원당시 39항이 누락되었음).See translation of PCT corrections (paragraph 39 is missing at the time of international application). 제39항에 있어서, 상기 수용체유전형을 돌연변이화시키는 단계가 상기 선택된 돌연변이 수용체유전형의 무작위로 선택된 쌍들을 재조합시켜 상기 수용체 선형서열내의 상응되는 부호들이 상호교환되도록 하는 것을 포함하는 유사한 기능특색을 갖는 화합물에 대해 선택적 친화력을 나타내는 생수용체와 유사한 시뮬레이션 수용체를 설계하는 방법.40. The compound of claim 39, wherein the step of mutating the receptor genotype comprises recombining randomly selected pairs of the selected mutant receptor genotype such that corresponding symbols in the receptor linear sequence are interchanged. A method of designing a simulated receptor similar to a bioreceptor that exhibits selective affinity for humans. 제33항에 있어서, 상기 유효친화력계산은 유효 런던 분산력을 생성시키기 위해 상기 분자구조상의 비극성 부위들과 충분히 가까운 상기 시뮬레이션 수용체상의 비하전부위의 비율이 추산되는 근접성 척도 및 상기 시뮬레이션 수용체의 하전 부위들과 상기 분자 구조내 존재하는 쌍극간에 생성된 전하-쌍극 정전력의 총합 강도의 두가지 척도를 포함하는 유사한 기능특색을 갖는 화합물에 대해 선택적 친화력을 나타내는 생수용체와 유사한 시뮬레이션 수용체를 설계하는 방법.34. The method of claim 33, wherein the effective affinity calculation is a proximity measure from which the proportion of uncharged sites on the simulated receptor sufficiently close to the nonpolar sites of the molecular structure to produce an effective London dispersion force and charged sites of the simulated receptor. And a bioreceptor-like simulation receptor that exhibits selective affinity for a compound having similar functional features, including two measures of the total intensity of charge-dipole electrostatic forces generated between the dipoles present in the molecular structure. 제41항에 있어서, 상기 총합친화력상관계수는 rSA 2이고 상기 최대친화력상관계수는 rMA 2이며, 상기 접합도계수는 F = (rMA 2x rSA 2)0.5이고, 상기 미리 선택된 접합도계수가 실질상 1인 것을 특징으로 하는 유사한 기능특색을 갖는 화합물에 대해 선택적 친화력을 나타내는 생수용체와 유사한 시뮬레이션 수용체를 설계하는 방법.42. The method according to claim 41, wherein the total affinity correlation coefficient is r SA 2 and the maximum affinity correlation coefficient is r MA 2 , and the bonding coefficient is F = (r MA 2 xr SA 2 ) 0.5 , A method of designing a simulated receptor similar to a bioreceptor with selective affinity for a compound having a similar functional feature, wherein the coefficient is substantially 1. 제41항에 있어서, 상기 총합친화력상관계수는 rSA-MA 2이고 상기 최대친화력상관계수는 rMA 2이고, 상기 접합도계수는 F = (rMA 2x (1-rSA-MA 2))0.5이며, 상기 미리 선택된 접합도계수가 실질상 1인 것을 특징으로 하는 유사한 기능특색을 갖는 화합물에 대해 선택적 친화력을 나타내는 생수용체와 유사한 시뮬레이션 수용체를 설계하는 방법.42. The method according to claim 41, wherein the total affinity correlation coefficient is r SA - MA 2 and the maximum affinity correlation coefficient is r MA 2 , the bonding coefficient is F = (r MA 2 x (1-r SA-MA 2 ) 0.5 ), wherein said preselected conjugation coefficient is substantially 1, and design a simulated receptor similar to a bioreceptor that exhibits selective affinity for a compound having a similar functional feature. (가) 수용체의 물리적 모델 및 한가지 이상의 정량가능한 기능특색을 공유하는 일련의 표적분자들을 제공하는 단계와;(A) providing a series of target molecules that share a physical model of the receptor and one or more quantifiable functional features; (나) 각 표적분자에 대해서(B) for each target molecule (i) 유효친화력계산을 이용하여, 여러가지 배향중 각각의 배향에 대한 표적분자와 수용체사이의 친화력을 계산하고;(i) calculating the affinity between the target molecule and the receptor for each of the various orientations using the effective affinity calculation; (ii) 계산된 친화력을 모두 합하여 총합친화력을 계산하고;(ii) adding up the calculated affinity to calculate the total affinity; (iii) 최대친화력을 확인하는 단계와;(iii) confirming maximum affinity; (다) 계산된 총합친화력 및 최대친화력을 사용하여(C) using the calculated total affinity and maximum affinity; (i) 최대친화력과 정량가능한 기능특색간의 최대친화력상관계수를 계산하고;(i) calculating the maximum affinity correlation coefficient between the maximum affinity and the quantifiable functional feature; (ii) 총합친화력과 정량가능한 기능특색간의 총합친화력상관계수를 계산하는 단계와;(ii) calculating a total affinity correlation coefficient between the total affinity and the quantifiable functional feature; (라) 최대상관계수 및 총합상관계수를 이용하여 접합계수를 계산하는 단계와;(D) calculating a joint coefficient using the maximum correlation coefficient and the total sum correlation coefficient; (마) 미리 선택된 접합계수를 갖는 수용체 개체군이 얻어질 때까지 수용체 구조를 변화시키고 상기 단계 (나)∼ (라)를 반복하는 단계와;(E) changing the receptor structure and repeating steps (b) to (d) until a receptor population having a preselected conjugation coefficient is obtained; (바) 화학구조의 물리적 모델을 제공하고, 상기 유효친화력 산을 이용하여 여러가지 배향중 각각의 배향에 대해 화학구조와 각 수용체사이의 친화력을 계산하고, 계산된 친화력을 이용하여 친화력 접합 점수를 계산하는 단계와;(F) provide a physical model of the chemical structure, calculate the affinity between the chemical structure and each receptor for each of the various orientations using the effective affinity acid, and calculate the affinity junction score using the calculated affinity Making a step; (사) 상기 화학구조를 변화시켜 화학구조변이체를 생성시키고 단계 (바)를 반복하는 단계와;(G) changing the chemical structure to generate chemical structural variants and repeating step (f); (아) 친화력점수가 미리 선택된 친화력점수에 가까운 화학구조변이체를 선택하여 추가변화를 가하는 단계를 포함하는 미리 선택된 기능 특성을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.(H) Computer-based design of a chemical structure having a preselected functional property comprising the step of selecting a chemical structural variant close to the pre-selected affinity score and applying further changes. 제44항에 있어서, 수용체의 물리적 모델을 제공하는 단계는 공간점유율과 전하를 암호화하는 수용체 선형부호서열의 생성을 포함하고, 화학구조의 물리적 모델을 제조하는 단계는 공간 점유율과 전하를 암호화하는 선형부호서열의 생성을 포함하는 미리 선택된 기능 특성을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.45. The method of claim 44, wherein providing a physical model of the receptor comprises generating a receptor linear code sequence encoding space occupancy and charge, and preparing a physical model of the chemical structure comprises a linear encoding space occupancy and charge. Computer-based design of chemical structures with preselected functional characteristics including generation of code sequences. 제45항에 있어서, 상기 화학구조에 대한 상기 선형부호서열이 다수의 서열 부호 트리플릿을 포함하며, 상기 트리플릿의 첫번째 부호는 상기 화학구조의 골격 점유원자의 위치와 정체를 규정하는 첫번째 부호세트로부터 무작위 선택되고, 상기 트리플릿의 두번째 부호는 상기 점유원자에 부착된 치환기의 정체를 규정하는 두번째 부호세트로부터 무작위 선택되며, 상기 트리플릿의 세번째 부호는 트리플릿의 상기 첫번째 부호에 의해 규정된 원자상 치환기의 위치를 규정하는 세번째 부호세트로부터 무작위 선택되는 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능 특성을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.46. The method of claim 45, wherein the linear coding sequence for the chemical structure comprises a plurality of sequence code triplets, wherein the first sign of the triplet is randomized from a first set of codes that defines the location and identity of skeletal occupants of the chemical structure. Wherein the second sign of the triplet is randomly selected from a second set of codes that define the identity of the substituents attached to the occupant, and the third sign of the triplet identifies the position of the atomic substituent defined by the first sign of the triplet. A computer-based design of a chemical structure having preselected functional characteristics, characterized in that it is randomly selected from a third set of codes. 제46항에 있어서, 상기 선형서열로부터 각 트리플릿을 순차적으로 번역한 후 상기 분자골격상의 채워지지 않은 위치를 수소원자로 채우는 유효분자조립연산법을 이용하여 화학구조 선형부호서열을 해독하는 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능 특성을 갖는 화학구조를 컴퓨터에 기초하여 설계하는 방법.47. The method of claim 46, wherein the linear structural sequence is decoded using an effective molecular assembly operation method of sequentially translating each triplet from the linear sequence and then filling an unfilled position on the molecular skeleton with hydrogen atoms. Computer-based design of chemical structures with preselected functional properties. 상기 화학구조내 각 원자에 대한 공간점유율과 전하를 암호화하는 선형부호서열을 제공하는 것을 포함하는 원자구성요소들을 포함하는 화학구조의 암호화방법.And a linear code sequence encoding the space occupancy and charge for each atom in the chemical structure. 제48항에 있어서, 상기 화학구조에 대한 상기 선형부호서열이 다수의 서열 부호 트리플릿을 포함하며, 상기 트리플릿의 첫번째 부호는 상기 화학구조의 분자 골격내 점유원자의 위치와 정체를 규정하는 첫번째 부호세트로부터 선택되고, 상기 트리플릿의 두번째 부호는 상기 점유원자에 부착된 치환기의 정체를 규정하는 두번째 부호세트로부터 선택되며, 상기 트리플릿의 세번째 부호는 트리플릿의 상기 첫번째 부호에 의해 규정된 원자상 치환기의 위치를 규정하는 세번째 부호세트로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 원자구성요소들을 포함하는 화학구조의 암호화방법.49. The set of claim 48, wherein said linear code sequence for said chemical structure comprises a plurality of sequence code triplets, wherein the first code of said triplet defines a location and identity of occupants in the molecular backbone of said chemical structure. Wherein the second sign of the triplet is selected from the second set of codes that define the identity of the substituents attached to the occupant, and the third sign of the triplet identifies the position of the atomic substituent defined by the first sign of the triplet. A method of encrypting a chemical structure comprising atomic elements, characterized in that it is selected from a third set of codes. 제46항에 있어서, 상기 선형서열로부터 각 트리플릿을 순차적으로 번역한 후 상기 분자골격상의 채워지지 않은 위치를 수소원자로 채우는 유효분자조립연산법을 이용하여 상기 선형부호서열을 해독하는 것을 특징으로 하는 원자구성요소들을 포함하는 화학구조의 암호화방법.48. The atom of claim 46, wherein the linear encoding sequence is decoded by an effective molecular assembly operation of sequentially translating each triplet from the linear sequence and then filling an unfilled position on the molecular skeleton with hydrogen atoms. A method of encrypting a chemical structure comprising components. 제50항에 있어서, 상기 선형부호서열을 컴퓨터로 액세스가능한 저장수단속에 저장하는 단계를 포함하는 원자구성요소들을 포함하는 화학구조의 암호화방법.51. The method of claim 50, comprising storing the linear code sequence in computer-accessible storage means. 제19항에 있어서, 상기 기능특색이 생물학적 독성인 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조의 선별방법.20. The method of claim 19, wherein said functional feature is biologically toxic. 제19항에 있어서, 상기 기능특색이 촉매 활성인 것을 특징으로 하는 미리 선택된 기능특색을 갖는 화학구조의 선별방법.20. The method according to claim 19, wherein said functional feature is catalytically active.
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