LiraSearch — ultrafast ligand shape and electrostatic matching server

Clicks: 42
ID: 314140
2026
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Star

Ranked #9 of 151 articles by views in Bioinformatics advances

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 151 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Abstract Summary Spherical harmonics have emerged as a powerful framework for molecular shape and electrostatic comparison in ligand-based virtual screening. Here, we present LiraSearch, a high-performance implementation and web server that uses spherical harmonics expansions to encode and compare three-dimensional (3D) molecular shapes and electrostatic potential (ESP) surfaces of drug-like compounds. Molecular surfaces are transformed into compact, low-dimensional spherical harmonics descriptors that capture both geometric and electrostatic features. These descriptors enable rapid similarity calculations between query molecules and large compound libraries while exploiting the rotational invariance of spherical harmonics to avoid explicit alignment. The representation is robust to moderate conformational variation and is effective at identifying structurally diverse active compounds sharing similar pharmacophoric patterns, facilitating scaffold hopping in ligand discovery workflows. Previous studies have shown that spherical harmonic surface representations achieve high retrieval performance with relatively low expansion orders and compact descriptors. By integrating these representations into an efficient screening pipeline, LiraSearch enables rapid similarity searches across ultralarge chemical libraries while preserving both geometric and electrostatic fidelity. This framework provides a scalable, mathematically rigorous approach to ligand similarity searching and can support early-stage hit discovery as well as downstream applications, such as protein–ligand docking and structure-based pharmacophore modelling. Availability and implementation LiraSearch is a set of open-source programs developed in C/C ++, Python and Julia. The source code is available at https://github.com/gaintherapeutics/LiraSearch, and the server is at https://usegalaxy.eu/? tool\_id=lirasearch. Supplementary information Supplementary data are available at Bioinformatics online.
Аннотация Краткое содержание Сферические гармоники зарекомендовали себя как эффективный математический аппарат для сравнения формы и электростатических свойств молекул в рамках виртуального скрининга на основе лигандов. В данной работе представлен LiraSearch — высокопроизводительный программный комплекс и веб-сервер, использующий разложения по сферическим гармоникам для кодирования и сравнения трехмерной (3D) формы молекул и поверхностей электростатического потенциала (ESP) лекарственноподобных соединений. Молекулярные поверхности преобразуются в компактные низкоразмерные дескрипторы на основе сферических гармоник, отражающие как геометрические, так и электростатические характеристики. Данные дескрипторы обеспечивают быстрый расчет сходства между молекулами-запросами и масштабными библиотеками соединений, используя инвариантность сферических гармоник относительно вращения, что позволяет избежать явного пространственного совмещения. Такое представление устойчиво к умеренным конформационным изменениям и эффективно выявляет структурно разнообразные активные соединения с похожими фармакофорными профилями, способствуя скэффолд-хоппингу в процессах поиска лигандов. Предыдущие исследования показали, что представления поверхностей с помощью сферических гармоник обеспечивают высокую эффективность поиска при относительно низких порядках разложения и компактности дескрипторов. Благодаря интеграции этих представлений в оптимизированный вычислительный конвейер скрининга, LiraSearch позволяет осуществлять быстрый поиск по сходству в сверхкрупных химических библиотеках с сохранением как геометрической, так и электростатической точности. Предложенный подход представляет собой масштабируемый, математически строгий метод поиска сходства лигандов, применимый как для идентификации хитов на ранних этапах разработки, так и для последующих задач, таких как белок-лигандный докинг и фармакофорное моделирование на основе структуры. Доступность и реализация LiraSearch представляет собой набор программ с открытым исходным кодом, разработанных на языках C/C++, Python и Julia. Исходный код доступен по адресу https://github.com/gaintherapeutics/LiraSearch, а веб-сервер — по адресу https://usegalaxy.eu/?tool_id=lirasearch. Дополнительная информация Дополнительные материалы доступны онлайн на сайте журнала Bioinformatics.
Reference Key
openalex_W7161720104 Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Rinaldo W. Montalvão, Simon Bray, Marcos Veríssimo-Alves, Elena Cubero, Björn Grüning, Vitor B. Pinheiro
Journal Bioinformatics advances
Year 2026
DOI
10.1093/bioadv/vbag139
URL
https://doi.org/10.1093/bioadv/vbag139
Keywords Keywords not found

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.