論文の概要: Root-aligned SMILES for Molecular Retrosynthesis Prediction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.11444v2
• Date: Wed, 23 Mar 2022 04:35:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-03-24 12:27:21.681830
• Title: Root-aligned SMILES for Molecular Retrosynthesis Prediction
• Title（参考訳）: 分子再合成予測のためのルートアライメントスマイル
• Authors: Zipeng Zhong, Jie Song, Zunlei Feng, Tiantao Liu, Lingxiang Jia, Shaolun Yao, Min Wu, Tingjun Hou and Mingli Song
• Abstract要約: 再合成予測は有機合成の基本的な問題であり、標的分子の合成に使用できる前駆体分子を発見することが目的である。 既存の計算逆合成手法の一般的なパラダイムは、列から列への変換問題として再合成予測を定式化する。 本稿では,製品と反応するSMILES間の一対一マッピングを厳密に整列するルート整列SMILES(R-SMILES)を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.818364437526885
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Retrosynthesis prediction is a fundamental problem in organic synthesis, where the task is to discover precursor molecules that can be used to synthesize a target molecule. A popular paradigm of existing computational retrosynthesis methods formulate retrosynthesis prediction as a sequence-to-sequence translation problem, where the typical SMILES representations are adopted for both reactants and products. However, the general-purpose SMILES neglects the characteristics of retrosynthesis that 1) the search space of the reactants is quite huge, and 2) the molecular graph topology is largely unaltered from products to reactants, resulting in the suboptimal performance of SMILES if straightforwardly applied. In this article, we propose the root-aligned SMILES~(R-SMILES), which specifies a tightly aligned one-to-one mapping between the product and the reactant SMILES, to narrow the string representation discrepancy for more efficient retrosynthesis. As the minimum edit distance between the input and the output is significantly decreased with the proposed R-SMILES, the computational model is largely relieved from learning the complex syntax and dedicated to learning the chemical knowledge for retrosynthesis. We compare the proposed R-SMILES with various state-of-the-art baselines on different benchmarks and show that it significantly outperforms them all, demonstrating the superiority of the proposed method.
• Abstract（参考訳）: 再合成予測は有機合成の基本的な問題であり、標的分子の合成に使用できる前駆体分子を発見することが目的である。 既存の計算逆合成法の一般的なパラダイムは、レトロ合成予測をシーケンスからシーケンスへの変換問題として定式化し、典型的なSMILES表現を反応剤と生成物の両方に採用する。 しかし、汎用SMILESはレトロ合成の特徴を無視している。 1)反応物の探索空間は非常に巨大で, 2) 分子グラフトポロジーは生成物から反応物までほとんど変化せず, 直接適用すればSMILESの準最適性能が得られる。 本稿では,より効率的なレトロシンセシスのための文字列表現の不一致を狭めるために,製品と反応対象のスマイルの間の1対1の密結合を規定するルートアライメントスマイル~(r-スマイル)を提案する。 提案したR-SMILESでは,入力と出力の最小編集距離が大幅に減少するので,計算モデルは複雑な構文の学習から解放され,逆合成のための化学知識の学習に専念する。 提案するr-smilesを様々なベンチマークにおける最先端のベースラインと比較し,提案手法の優れていることを示す。

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