Neural Networks and their applications

in chemistry and biology

 

Réseaux de neurones artificiels

et leurs applications en chimie-biologie

 

L. Douali1, A. R. Schmitzer2, D. Villemin3, A. Jarid1, D. Cherqaoui1*

1 Université Cadi Ayyad, Faculté des Sciences Semlalia, Département de Chimie, Marrakech 40000, Morocco

2 Université de Montréal–Faculté des Arts et Sciences–Département de Chimie, 2900 Edouard Montpetit

CP 6128 Succursale Centre Ville, H3C 3J7 Montréal, Québec, Canada

3.ENSICAEN, LCMT, UMR CNRS n° 6507, 6 boulevard Maréchal Juin, 14050 Caen Cedex, France.

* Corresponding author. E-mail:cherqaoui@ucam.ac.ma

Received : 26 February 2007 ; revised version accepted:16 March 2007

 

 Abstract

     The application of Neural Network (NN) to modeling problems in chemistry and biology is a relatively new area of research. This application appeared in several fields, including the identification of proton-NMR spectra, the interpretation of IR spectra, the prediction of 13C chemical shifts, the classification of mass spectra, the estimation of physicochemical properties, the determination of protein structure. Quantitative structure-activity relationships using NN have been developed to link chemical structure descriptors to activities in biological systems. The goal of this work is not to detail nor to analyze the mathematical formalism of the NN but rather to explain what are the NN and to specify the fields of chemistry and biology in which these networks are and can be used.

 

Keywords : Neural networks; QSAR; molecular modelling.

 

Résumé

     Depuis quelques années, les Réseaux de Neurones Artificiels (RNA) font l’objet d’un vif engouement de la part de chercheurs chimistes et biologistes. En effet, les RNA semblent apporter une solution satisfaisante au dépouillement des spectres RMN 1H, à l'interprétation des spectres IR, à la prédiction des déplacements chimiques de 13C, à l’analyse des spectres de masse, à la détermination de la structure secondaire des protéines, etc. Plusieurs travaux ont été réalisés afin d'établir des relations structure-activité biologique et ont montré que les RNA constituent un outil efficace pour la résolution des problèmes de ce type. Notre propos n’est pas de détailler ni d’analyser le formalisme mathématique des RNA mais plutôt d’expliquer ce que sont les RNA et de préciser les domaines de la chimie et de la biologie dans lesquels ces réseaux sont et peuvent être utilisés.

 

Mots clés : Réseaux de neurones ; RQSA ; modélisation moléculaire.

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