python 根据文件“Molecular_Descriptor.xlsx”和“ERα_activity.xlsx”提供的数据,针对1974个化合物的729个分子描述符进行变量选择,根据变量对生物活性影响的重要性进行排序,并给出前20个对生物活性最具有显著影响的分子描述符(即变量),并请详细说明分子描述符筛选过程及其合理性。 问题2. 请结合问题1,选择不超过20个分子描述符变量,构建化合物对ERα生物活性的定量预测模型,请叙述建模过程。然后使用构建的预测模型,对文件“ERα_activity.xlsx”的test表中的50个化合物进行IC50值和对应的pIC50值预测,并将结果分别填入“ERα_activity.xlsx”的test表中的IC50_nM列及对应的pIC50列。 问题3. 请利用文件“Molecular_Descriptor.xlsx”提供的729个分子描述符,针对文件“ADMET.xlsx”中提供的1974个化合物的ADMET数据,从五个指标(Caco-2、CYP3A4、hERG、HOB、MN)中任选2个,分别构建其分类预测模型,并简要叙述建模过程。然后使用所构建的2个分类预测模型,对文件“ADMET.xlsx”的test表中的50个化合物进行相应的预测,并将结果填入“ADMET.xlsx”的test表中对应的Caco-2、CYP3A4、hERG、HOB、MN列。 问题4(选做). 寻找并阐述化合物的哪些分子描述符,以及这些分子描述符在什么取值或者处于什么取值范围时,能够使化合物对抑制ERα具有更好的生物活性,同时具有更好的ADMET性质(给定的五个ADMET性质中,至少三个性质较好)。
时间: 2024-03-31 10:35:25 浏览: 111
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对于问题1,我们可以使用随机森林算法对分子描述符进行变量选择。随机森林算法可以评估每个分子描述符对生物活性的贡献,并给出一个相对重要性的排序。具体步骤如下:
1. 读取“Molecular_Descriptor.xlsx”和“ERα_activity.xlsx”中的数据,将它们合并为一个数据集,并将数据集分成训练集和测试集。
2. 对训练集中的分子描述符进行标准化处理,以便它们具有相同的尺度。标准化可以消除不同分子描述符之间的量纲差异,使得它们可以进行比较。
3. 使用随机森林算法训练模型,并评估每个分子描述符的重要性。可以使用sklearn库中的RandomForestRegressor实现随机森林算法。
4. 根据分子描述符的重要性进行排序,并选择排名靠前的20个分子描述符作为变量。
对于问题2,我们可以使用多元线性回归模型来构建化合物对ERα生物活性的定量预测模型。具体步骤如下:
1. 选择不超过20个分子描述符作为变量,并将它们加入到回归模型中。
2. 对训练集中的ERα活性数据进行对数转换,以便数据具有更好的分布特性。
3. 使用训练集中的化合物描述符和ERα活性数据来训练多元线性回归模型。可以使用sklearn库中的LinearRegression实现多元线性回归。
4. 使用测试集中的化合物描述符预测ERα活性,并将结果转换回原始尺度。
5. 计算预测结果的误差指标(如RMSE、MAE),以评估模型的预测性能。
对于问题3,我们可以分别使用逻辑回归和随机森林算法来构建Caco-2和hERG的分类预测模型。具体步骤如下:
1. 选择Caco-2和hERG作为分类目标,将数据集分成训练集和测试集。
2. 对训练集中的分子描述符进行标准化处理。
3. 使用逻辑回归或随机森林算法训练模型,并评估模型的分类性能。可以使用sklearn库中的LogisticRegression和RandomForestClassifier实现逻辑回归和随机森林算法。
4. 使用测试集中的分子描述符预测分类目标,并计算分类结果的评估指标(如准确率、召回率、F1值)。
对于问题4,这是一个相对复杂的问题,需要使用多种方法进行分析。我们可以首先使用相关性分析等方法找到与ERα活性和ADMET性质相关的分子描述符。然后,我们可以使用统计方法(如多元线性回归)来建立分子描述符与ERα活性和ADMET性质之间的关系模型,并使用模型来预测最优的取值范围。此外,我们还可以使用机器学习算法来挖掘分子描述符之间的关系,并找到最优的组合。最终,我们需要对预测结果进行验证和优化,以确保模型的可靠性和泛化能力。
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