CFM-ID 4.0: более точное прогнозирование спектров ESI-MS/MS и идентификация соединений

В метаболомике масс-спектрометрия (MS) — наиболее широко используемый метод идентификации и аннотирования метаболитов. Обычно для этого исследуемый масс-спектр сопоставляют с экспериментально полученными эталонными спектрами, однако такой подход ограничен охватом и размером спектральных библиотек, которые обычно насчитывают тысячи спектров. Экспериментальные библиотеки можно значительно расширить, прогнозируя масс-спектры известных химических структур, число которых исчисляется миллионами, и создавая вычислительные эталонные спектральные библиотеки. Для облегчения их формирования мы разработали CFM-ID — компьютерную программу, способную точно прогнозировать спектр ESI-MS/MS по структуре соединения. CFM-ID относится к наиболее эффективным методам прогнозирования масс-спектра по структуре соединения, а также к числу ведущих инструментов идентификации соединения по масс-спектру. В настоящей работе усовершенствована способность CFM-ID прогнозировать спектры ESI-MS/MS по структуре соединения за счёт: 1) обучения параметров на признаках, основанных на молекулярной топологии; 2) добавления нового подхода к разрыву колец, при котором такой разрыв моделируется как последовательность простых диссоциаций химических связей; 3) расширения разработанного вручную предиктора на основе правил для большего числа химических классов, включая ацилкарнитины, ацилхолины, флавонолы, флавоны, флаваноны и флавоноидные гликозиды. Мы показали, что новая версия CFM-ID (версия 4.0) значительно точнее предыдущих версий как при прогнозировании спектров EI-MS/MS, так и при идентификации соединений. CFM-ID 4.0 доступен в виде веб-сервера по адресу http://cfmid4.wishartlab.com/; образы Docker для вычислений можно загрузить по адресу https://hub.docker.com/r/wishartlab/cfmid.