AUTOMATIZACE
Synergie kapslové chemie a umělé inteligence Před rokem jsme v Chemagazínu představili revoluční software SYN- THIA™, který využívá umělou inteligenci a rozsáhlou databázi expertně nakódovaných pravidel chemických transformací pro návrh retrosyntéz cílových molekul z komerčně dostupných výchozích materiálů [2]. Nyní se zaměříme na zajímavé propojení tohoto softwaru s automatizovaným syntetizátorem SYNPLE (obr. 6). SYNTHIA™ lze nyní nově nakon- figurovat tak, aby navrhovala retrosyntetické cesty, které jsou optimali- zované pro realizaci pomocí systému SYNPLE. Toto spojení umožňuje chemikům nejen rychle navrhnout syntetické cesty, ale také je efektivně uskutečnit, čímž se výrazně zkracuje čas potřebný pro plánování, hledání vhodných výchozích materiálů a samotnou laboratorní práci. Obr. 6: Synergie kapslové chemie systému SYNPLE a umělé inteligence pro návrh retrosyntéz softwaru SYNTHIA™
retrosyntetické cesty s vyšším počtem kroků využívající levnější vý- chozí materiály. • Konfigurace pro objevování (Drug Discovery): Tato konfigurace upřednostňuje kratší cesty před levnými výchozími materiály, aby vyhověla potřebám chemikům v oblasti výzkumu, kteří potřebují rychle získat malá množství své cílové molekuly pro další testování. Často jsou zde využity náročnější nebo exotičtější reakce. • Konfigurace SYNPLE: Toto je speciální varianta konfigurace založená na nastavení Drug Discovery, která prioritizuje podoblast reakcí, které lze provést pomocí SYNPLE. Konfigurace SYNPLE byla navržena tak, aby podporovala chránění/odchránění dostupné na SYNPLE kapslích (např. Boc), což může vést k častějšímu využití komerčně dostupných chráněných výchozích materiálů a zahrnutí kroků od- chránění. Srovnání jednotlivých typů nastavení automatické retrosyntetické analýzy si ukážeme na příkladu molekuly antagonisty neurokininového receptoru, kde jsou výše zmíněné obecné trendy jasně patrné (obr. 7) [3]. Obecná konfigurace navrhuje šestikrokovou cestu začínající od levnějších výchozích materiálů a zahrnuje pouze jeden krok, který by mohl být po- tenciálně automatizován pomocí systému SYNPLE. Konfigurace Drug Discovery a SYNPLE obě navrhly 5krokové cesty, ale zatímco u Drug Discovery cesty byl automatizovatelný pouze jeden krok, u SYNPLE cesty bylo možné ve shodě s očekáváním automatizovat všech pět kroků. Navíc cesta SYNPLE nachází Boc-chráněný výchozí materiál a zahrnuje Boc-odchránění jako explicitní krok, zatímco cesta Drug Discovery začíná od nechráněného výchozího materiálu a umožňuje uživateli rozhodnout, kterou chránicí skupinu použít ze seznamu kompatibilních možností použít. Běžnější syntetické transformace navržené v cestě SYNPLE mo- hou být také pro chemika atraktivnější, protože snižují riziko neúspěchu a potřebu optimalizace. Toto srovnání jasně ukazuje, jak může vhodná konfigurace SYNTHIA™ významně ovlivnit efektivitu a proveditelnost navržené syntetické cesty, zejména s ohledem na případně plánovanou automatizaci pomocí systému SYNPLE.
SYNTHIA™ nabízí různé konfigurace pro provádění vyhledávání, které jsou zaměřeny na identifikaci retrosyntéz vhodných pro různé účely specifických aplikací. Mezi přednastavenými možnostmi vyhledávání jsou mimo jiné tyto tři základní konfigurace. • Obecná konfigurace (General): Tato konfigurace vyvažuje počet nutných kroků s náklady na výchozí materiály. Typicky identifikuje
Kombinace SYNTHIA™ a SYNPLE představuje významný krok vpřed v urychlení procesu objevování léčiv a otevírá nové možnosti pro efek- tivní a inovativní organickou syntézu, kde se lidská kreativita a expertíza spojuje s mocí umělé inteligence a přesností automatizace. Tento přístup má také velký potenciál pro tvorbu tzv. virtuálních chemických knihoven. Obr. 7: Syntetické cesty pro stejnou cílovou molekulu (antagonista neurokininového receptoru) navržené různými vstupními konfiguracemi softwaru SYNTHIA™
34
CHEMAGAZÍN • 5 / XXXIV (2024)
Made with FlippingBook - professional solution for displaying marketing and sales documents online