Prof. Dr. Matthias Rarey

BRICS ist ein chemischer Fragmentraum. Ausgehend von wirkstoffähnlichen Molekülen und synthetisch motivierten Schnittregeln beschreibt BRICS eine Menge von Fragmenten und ein Regelwerk, wie diese zu neuen Molekülen kombiniert werden können. Aufgrund der sorgfältigen Auswahl von Molekülen und Schnittregeln sind Kombinationsmoleküle aus dem BRICS-Raum in den meisten Fällen synthetisch zugänglich und wirkstoff-ähnlich. Der BRICS-Raum kann direkt mit FtreesFS und FlexNovo durchsucht werden.

1. 

   Degen, J., Wegscheid-Gerlach, C., Zaliani, A., Rarey, M. (2008). On the Art of Compiling and Using `Drug-Like` Chemical Fragment Spaces. ChemMedChem, 3:1503-1507.

DogSiteScorer is an automated pocket detection and analysis tool which can be used for protein assessment. Predictions with DoGSiteScorer are based on calculated size, shape and chemical features of automatically predicted pockets, incorporated into a support vector machine for druggability estimation.

3. 

   Volkamer, A., Griewel, A., Grombacher, T., Rarey, M. (2010). Analyzing the Topology of Active Sites: On the Prediction of Pockets and Sub-pockets. Journal of Chemical Information and Modeling, 50(11):2041-2052.
2. 

   Volkamer, A., Kuhn, D., Grombacher, T., Rippmann, F., Rarey, M. (2012). Combining Global and Local Measures for Structure-Based Druggability Predictions. Journal of Chemical Information and Modeling, 52(2):360-372.
1. 

   Volkamer, A., Kuhn, D., Rippmann, F., Rarey, M. (2012). DoGSiteScorer: A web-server for automatic binding site prediction, analysis, and druggability assessment. Bioinformatics, 28(15):2074–2075.

FTrees (Feature Trees) ist ein Moleküldeskriptor basierend auf der Idee reduzierter Graphen. Dabei wird ein Molekül durch die kovalente Struktur seiner wesentlichen Baugruppen repräsentiert. Der Vergleich von Molekülen auf der Basis von FTrees ermöglicht das Scaffold-Hopping, da die chemische Struktur der Baugruppen selbst von untergeordneter Bedeutung sind.

FTrees können zur kombinatorischen Suche in Fragmenträumen eingesetzt werden (FTrees-FS). Die dazu notwendige doppelt-dynamische Programmierung ist die heute einzige verfügbare, deterministische und präzise Methode zur Suche nach ähnlichen Molekülen in Fragmenträumen. FTrees und FTrees-FS werden von der BioSolveIT GmbH lizensiert.

Ebenfalls basierend auf FTrees wurde die Software LoFT für das Design fokussierter chemischer Bibliotheken auf der Basis von Fragmenträumen entwickelt.

2. 

   Rarey, M., Dixon, J.S. (1998). Feature Trees: A new molecular similarity measure based on tree matching. Journal of Computer-Aided Molecular Design, 12:471-490.
1. 

   Fischer, J. R., Lessel, U., Rarey, M. (2011). Improving Similarity-Driven Library Design: Customized Matching an Regio-Selective Feature Trees. Journal of Chemical Information and Modeling, 51(9):2156–2163.

HYDE ist eine neue Methode zur energetischen Bewertung von Protein-Ligand-Komplexen. Die Hyde-Funktion wurde anhand von gemessenen Oktanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten (logP-Werte) parametrisiert und bewertet in konsistener Weise Wasserstoffbrücken, Dehydratation und den hydrophoben Effekt. Die patentierte Hyde-Technologie wurde gemeinsam mit Bayer CropScience und der BioSolveIT GmbH entwickelt. Hyde ist Teil der LeadIT-Software (BioSolveIT GmbH).

3. 

   Reulecke, I., Lange, G., Albrecht, J., Klein, R., Rarey, M. (2008). Towards an integrated description of hydrogen bonding and dehydration: II. Reducing false positives in virtual screening using the HYDE scoring function. ChemMedChem, 3(6):885-897.
2. 

   Schneider, N., Hindle, S., Lange, G., Klein, R., Albrecht, J., Briem, H., Beyer, K., Claußen, H., Gastreich, M., Lemmen, C., Rarey, M. (2011). Substantial improvements in large-scale redocking and screening using the novel HYDE scoring function. Journal of Computer-Aided Molecular Design, 26(6):701-723.
1. 

   Schneider, N., Klein, R., Lange, G., Rarey, M. (2012). Nearly no Scoring Function without a Hansch-Analysis. Molecular Informatics, 31(6-7):503–507.

NAOMI ist ein Kommandozeilen-Werkzeug zur konsistenten Konvertierung zwischen verbreiteten Molekül-Fileformaten (SDF, SMILES, MOL2). NAOMI basiert auf einem robusten, chemischen Modell, welches mit dem Ziel entwickelt wurde, organische Moleküle korrekt zu beschreiben. NAOMI prüft zudem die chemische Validität von Molekülen und berechnet Wasserstoffkoordinaten.

1. 

   Urbaczek, S., Kolodzik, A., Fischer, J. R., Lippert, T., Heuser, S., Schulz-Gasch, T., Rarey, M. (2011). NAOMI: On the Almost Trivial Task of Reading Molecules from Different File formats. Journal of Chemical Information and Modeling, 51(12):3199-3207.

PoseView generiert automatisch zweidimensionale Diagramme von Komplexen mit Schwerpunkt auf dem Interaktionsmuster zwischen Ligand und Protein. Interaktionen zwischen Molekülen werden durch ein eingebautes Interaktionsmodell geschätzt, welches auf Atomtypen und einfachen geometrischen Kriterien basiert. Die Qualität der resultierenden Diagramme ist vergleichbar mit handgezeichneten Beispielen aus Lehrbüchern und wissenschaftlichen Veröffentlichungen.

PoseView @ PDB

3. 

   Stierand, K., Maaß, P. C., Rarey, M. (2006). Molecular Complexes at a Glance: Automated Generation of two-dimensional Complex Diagrams. Bioinformatics, 22(14):1710-1716.
2. 

   Stierand, K., Rarey, M. (2007). From Modeling to Medicinal Chemistry: Automatic generation of two-dimensional complex diagrams. ChemMedChem, 2(6):853-860.
1. 

   Stierand, K., Rarey, M. (2010). Drawing the PDB - Protein-Ligand Complexes in two Dimensions. Medicinal Chemistry Letters, 1(9):540-545.

Der PPI-Server klassifiziert eine Protein-Protein-Interaktion mit Hilfe eines maschinellen Lernverfahrens in biologische Komplexe (transient oder permanent) oder Kristallartefakte. Hierzu werden zwei Deskriptoren verwendet, der hydrophobe Effekt, der mittels HYDE berechnet wird, und einem Faktor, der die Symmetrie des Protein-Protein-Interfaces wiedergibt.

Recore ist ein index-basiertes Softwaresystem zum Rescaffolding. Ausgehend von einem bioaktiven Molekül können interaktiv Teile des Moleküls markiert und durch geometrisch passende Fragmente ersetzt werden. Recore erlaubt die Berücksichtigung pharmakophorer Randbedingungen. Durch Anbindung an die Cambridge Cristallographic Database (CSD) werden niederenergetische Konformationen erzeugt. Die Indizierung erlaubt ein nahezu interaktives Arbeiten. Recore ist Teil der LeadIT-Software (BioSolveIT GmbH).

1. 

   Maaß, P., Schulz-Gasch, T., Stahl, M., Rarey, M. (2007). Recore: A fast and Versatile Method for Scaffold Hopping Based on Small Molecule Crystal Structure Conformations. Journal of Chemical Information and Modeling, 47(2):390-399.

Visualization of SMARTS pattern

1. 

   Schomburg, K., Ehrlich, H.-C., Stierand, K., Rarey, M. (2010). From Structure Diagrams to Visual Chemical Patterns. Journal of Chemical Information and Modeling, 50(9):1529-1535.