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dc.contributor.author
Luchi, Adriano Martín

dc.contributor.author
Gómez Chávez, José Leonardo

dc.contributor.author
Villafañe, Roxana Noelia

dc.contributor.author
Conti, German Andrés

dc.contributor.author
Perez, Ernesto Rafael

dc.contributor.author
Angelina, Emilio Luis

dc.contributor.author
Peruchena, Nelida Maria

dc.date.available
2025-03-25T15:17:43Z
dc.date.issued
2022-12
dc.identifier.citation
Luchi, Adriano Martín; Gómez Chávez, José Leonardo; Villafañe, Roxana Noelia; Conti, German Andrés; Perez, Ernesto Rafael; et al.; Graph neural networks and molecular docking as two complementary approaches for virtual screening: a case study on Cruzain; CHEMRxiv; ChemRxiv; 12-2022; 1-39
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/257076
dc.description.abstract
The idea behind virtual screening is to first test compounds computationally in order to reduce the number of compounds that need to be screened experimentally, thus reducing the time and cost of physical experiments. Molecular docking is the most popular virtual screening technique, it predicts the binding of candidate compounds to the protein target by modeling the interactions at the binding pocket. Despite being widely used, docking accuracy is often low due to the difficulty of modeling inherently complex biological systems. On the other hand, state of the art deep neural networks, like Graph Convolutional Networks (GCNs) are able to capture the complex non-linear relationships between structural and biological data, but they lack the interpretability of structure-based modeling. In this work we took advantage of the activity data from a quantitative High Throughput Screen (HTS) of ~200K compounds against Cruzain (Cz) to retrospectively evaluate the ability of a docking algorithm and a Graph Convolutional Network for prioritizing the active compounds from the dataset. We then propose strategies to combine both techniques in a single virtual screening pipeline in order to exploit their orthogonal benefits. By plugging in the atomic embeddings learned by the GCN into the docking algorithm by means of pharmacophoric restraints, docking ability to retrieve the active ligands was enhanced. Moreover, by applying the GCN as a pre-docking filter, the compound’s library was enriched in active molecules and subsequent docking of the filtered library achieved significantly higher hit rates. This work aims to be a proof of concept of the usefulness of combination strategies involving deep learning and classical molecular docking techniques, in the context of drug discovery.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
CHEMRxiv
dc.rights
info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
GRAPH NEURAL NETWORK
dc.subject
DOCKING
dc.subject
CHAGAS DISEASE-CRUZAIN
dc.subject
STRUCTURE /LIGAND BASED VIRTUAL SCREANING
dc.subject.classification
Bioquímica y Biología Molecular

dc.subject.classification
Ciencias Biológicas

dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS

dc.title
Graph neural networks and molecular docking as two complementary approaches for virtual screening: a case study on Cruzain
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2024-03-04T11:21:56Z
dc.identifier.eissn
2573-2293
dc.journal.pagination
1-39
dc.journal.pais
Reino Unido

dc.description.fil
Fil: Luchi, Adriano Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina
dc.description.fil
Fil: Gómez Chávez, José Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina
dc.description.fil
Fil: Villafañe, Roxana Noelia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina
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Fil: Conti, German Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina
dc.description.fil
Fil: Perez, Ernesto Rafael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina
dc.description.fil
Fil: Angelina, Emilio Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina
dc.description.fil
Fil: Peruchena, Nelida Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina
dc.journal.title
ChemRxiv
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://chemrxiv.org/engage/chemrxiv/article-details/63a216b2dadddcb60195aecf
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2022-btz77
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