Show simple item record

dc.contributor.advisorDoğan, Tunca
dc.contributor.authorÜnlü, Atabey
dc.date.accessioned2023-08-16T05:55:43Z
dc.date.issued2023
dc.date.submitted2023-08-10
dc.identifier.citationÜnlü, A. Automated Design of Drug Candidate Molecules with Deep Graph Learning, Hacettepe University Graduate School of Health Sciences Bioinformatics Program Master’s Thesis, Ankara, 2023.tr_TR
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11655/33922
dc.description.abstractThe discovery of new drug candidate molecules is an important step in the process of drug development. Deep generative learning, a frequently used approach in the field of artificial intelligence in recent years, has emerged as a promising method for generating realistic synthetic data within a defined theme. Additionally, the utility of these models in the drug development process depends on their ability to generate molecules specific to the biological target. In this study, a new generative system called "DrugGEN" has been developed specifically for the de novo design of drug candidate molecules that will interact with selected target proteins. The system represents compounds and protein structures as graphs and processes them using two sequentially connected generative adversarial networks (GANs) incorporating graph transformers. The training dataset of the system was created from a large collection of drug-like compound records and target-specific bioactive molecules obtained from the ChEMBL database. The developed model was trained with the aim of designing new molecules targeting the AKT1 protein, which plays a critical role in various cancer types. The performance of the DrugGEN model was evaluated comparatively with other methods in the literature using fundamental criteria. In addition, explanatory data analysis was performed on the generated results. The results demonstrated the novelty of molecules designed de novo by DrugGEN. Furthermore, it was shown that the outputs were comparable to the known ligands of the AKT1 protein both in terms of physicochemical properties and structure. Consequently, in this study, an artificial intelligence model was developed using deep learning algorithms and extensive chemical and biological data to automatically design completely novel molecules with the ability to target selected proteins.tr_TR
dc.language.isoentr_TR
dc.publisherSağlık Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectMachine Learningtr_TR
dc.subjectDrug Discoverytr_TR
dc.subjectAKT Proteintr_TR
dc.titleAutomated Design vf Drug Candidate Molecules with Deep Graph Learningtr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetYeni ilaç adayı moleküllerin keşfi, ilaç geliştirme sürecinde önemli bir adımdır. Yapay zekâ alanında son yıllarda sıkça kullanılmaya başlanan üretici derin öğrenme, belirlenen bir tema içinde gerçekçi sentetik veri üretme konusunda umut vaat eden bir yaklaşım olarak ön plana çıkmaktadır. Bunun yanında, bu modellerin ilaç geliştirme süreçlerinde kullanılabilirlikleri, biyolojik hedefe özgü moleküller üretme yeteneklerine bağlıdır. Bu çalışmada, seçilen hedef proteinlerle etkileşime girecek ilaç adayı moleküllerin de novo tasarımı için özel olarak oluşturulmuş yeni bir üretici sistem olan “DrugGEN” geliştirilmiştir. Sistem, bileşikleri ve protein yapılarını çizgeler olarak temsil eder ve bunları çizge dönüştürücü (“Transformer”) içeren iki adet seri şekilde bağlı üretken rekabetçi ağ (“Generative Adversarial Network”, GAN) kullanarak işlemektedir. Sistemin eğitim veri seti, ChEMBL veri tabanından elde edilen ilaç benzeri bileşik kayıtları ve hedefe özgü biyoaktif molekülleri içeren büyük bir veri kümesinden oluşturulmuştur. Geliştirilen model, farklı kanser tiplerinde kritik öneme sahip olan AKT1 proteinini hedefleyecek yeni moleküller tasarlaması amacıyla eğitime tabi tutulmuştur. DrugGEN modelinin performansı temel ölçütler kullanılarak, literatürdeki diğer yöntemlerle karşılaştırmalı biçimde değerlendirilirmiştir. Bunun yanında, üretilen sonuçlar üzerinde açıklayıcı veri analizi gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, DrugGEN tarafından de novo olarak tasarlanan moleküllerin orijinalliğini kanıtlamıştır. Ayrıca, çıktıların fizikokimyasal ve yapısal olarak AKT1 proteinin bilinen ligandlarıyla karşılaştırılabilir olduğu gösterilmiştir. Sonuç olarak, bu çalışmada derin öğrenme algoritmaları ve geniş çaplı kimyasal ve biyolojik veri kullanılarak seçili proteinleri hedefleme yeteneğine sahip tamamen yeni moleküllerin tasarımını otomatik biçimde gerçekleştiren bir yapay zekâ modeli geliştirilmiştir.tr_TR
dc.contributor.departmentBiyoinformatiktr_TR
dc.embargo.termsAcik erisimtr_TR
dc.embargo.lift2023-08-16T05:55:43Z
dc.fundingTÜBİTAKtr_TR


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record