Zastosowanie sztucznej inteligencji w ukierunkowanym projektowaniu cząsteczek o określonych właściwościach

dc.contributor.advisorHoffmann, Marcin Maciej. Promotor
dc.contributor.authorNowak, Damian Aleksander
dc.date.accessioned2026-11-04T12:32:16Z
dc.date.issued2026
dc.descriptionWydział Chemii
dc.description.abstractNiniejsza rozprawa doktorska obejmuje cztery powiązane merytorycznie prace naukowe dotyczące zastosowania metod sztucznej inteligencji (AI) i uczenia maszynowego (ML) w chemii obliczeniowej. Celem pracy było opracowanie i walidacja zintegrowanego podejścia do projektowania cząsteczek o pożądanych właściwościach biologicznych oraz przewidywania reaktywności i nancjoselektywności w katalizie asymetrycznej. Zastosowano rekurencyjne sieci neuronowe (RNN) trenowane na reprezentacjach SELFIES oraz modele QSAR/QSPR budowane z użyciem Random Forest i Gradient Boosting. Protokół łączył generowanie struktur de novo, filtrację chemoinformatyczną, reprezentacje molekularne, selekcję cech, optymalizację hiperparametrów, walidację statystyczną, dokowanie molekularne oraz, w wybranych przypadkach, walidację eksperymentalną. Metody te zastosowano do projektowania ligandów RORγ, identyfikacji cytoprotekcyjnych pochodnych indolu, wielokryteriowej oceny pochodnych kolchicyny oraz predykcji reaktywności i nadmiaru enancjomerycznego w epoksydacji chalkonów i addycji thia-Michaela. Wyniki wskazują, że odpowiednio zaprojektowane modele mogą dostarczać użytecznych predykcji dla małych, wyspecjalizowanych zbiorów chemicznych. Kluczowe znaczenie miały jakość danych, dobór reprezentacji, selekcja cech i rygorystyczna walidacja. This doctoral dissertation comprises four thematically related scientific studies on the application of artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) in computational chemistry. The aim was to develop and validate an integrated approach for designing molecules with desired biological properties and predicting reactivity and enantioselectivity in asymmetric catalysis. Recurrent neural networks (RNNs) trained on SELFIES representations and QSAR/QSPR models based on Random Forest and Gradient Boosting were applied. The protocol combined de novo structure generation, cheminformatics filtering, molecular representations, feature selection, hyperparameter optimization, statistical validation, molecular docking and, where applicable, experimental validation. The methods were applied to RORγ ligand design, identification of cytoprotective indole derivatives, multi-criteria evaluation of colchicine derivatives, and prediction of reactivity and enantiomeric excess in chalcone epoxidation and thia-Michael addition. The results indicate that appropriately designed models can provide useful predictions for small, specialized chemical datasets. Data quality, representation selection, feature selection and rigorous validation were crucial.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10593/28765
dc.language.isopl
dc.subjectuczenie maszynowe
dc.subjectQSAR/QSPR
dc.subjectgeneratywne projektowanie molekularne
dc.subjectprojektowanie leków
dc.subjectkataliza asymetryczna
dc.subjectmachine learning
dc.subjectgenerative molecular design
dc.subjectdrug design
dc.subjectasymmetric catalysis
dc.titleZastosowanie sztucznej inteligencji w ukierunkowanym projektowaniu cząsteczek o określonych właściwościach
dc.title.alternativeApplication of artificial intelligence in targeted design of molecules with desired properties
dc.typedoctoral thesis

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Damian_Nowak_rozprawa_doktorska_ (watermarked) (APD).pdf
Size:
4.55 MB
Format:
Adobe Portable Document Format

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
1.56 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description: