Хемоинформатика (также известный как хемоинформатика ) относится к применению физической химии теории с компьютерными и информацией научных методами-так называемых « в силикомарганце » метода-в применении к целому ряду описательных и предписывающих проблем в области химии , в том числе и в ее приложениях к биология и связанные с ней молекулярные области . Такие методы in silico используются, например, фармацевтическими компаниями и в академических учреждениях, чтобы помочь и информировать процесс открытия лекарств , например, при разработке четко определенныхкомбинаторные библиотеки синтетических соединений или для помощи в разработке лекарств на основе структуры . Эти методы также могут использоваться в химической и смежных отраслях промышленности, а также в таких областях, как экология и фармакология , где задействованы или изучаются химические процессы. [1]
История
Химинформатика была активной областью в различных формах с 1970-х годов и ранее, с деятельностью в академических отделах и отделах коммерческих фармацевтических исследований и разработок. [2] [ необходима страница ] [ необходима цитата ] Термин хемоинформатика был определен в его применении к открытию лекарств, например, Ф.К. Брауном в 1998 г .: [3]
Хемоинформатика - это смешение этих информационных ресурсов для преобразования данных в информацию и информации в знания для предполагаемой цели более быстрого принятия лучших решений в области идентификации и оптимизации лекарственных препаратов.
С тех пор используются оба термина, хеминформатика и хемоинформатика, [ необходима цитата ], хотя лексикографически хеминформатика, кажется, используется более часто, [ когда? ] [4] [5], несмотря на то, что академики в Европе объявили о вариантной химиоинформатики в 2006 году. [6] В 2009 году ведущий журнал Springer в этой области, Journal of Cheminformatics , был основан трансатлантическими исполнительными редакторами, что придало новый импульс развитию более короткий вариант. [ редактирование ] [ необходима ссылка ]
Задний план
Химинформатика объединяет научные области химии, информатики и информатики, например, в областях топологии , химической теории графов , поиска информации и интеллектуального анализа данных в химическом пространстве . [7] [ нужная страница ] [8] [ страница необходимости ] [9] [10] [ Страница необходимости ] хемоинформатика также может быть применен к анализу данных для различных отраслей промышленности , таких как бумага и целлюлозы , красителей и таких смежных отраслей. [ необходима цитата ]
Приложения
Хранение и поиск
Основное применение хеминформатики - хранение, индексация и поиск информации, относящейся к химическим соединениям. [ согласно кому? ] [ необходима цитата ] Эффективный поиск такой хранимой информации включает темы, которые имеют дело с информатикой, такие как интеллектуальный анализ данных, поиск информации, извлечение информации и машинное обучение . [ необходима цитата ] Связанные темы исследований включают: [ необходима цитата ]
Форматы файлов
Для представления химических структур in silico используются специализированные форматы, такие как упрощенные спецификации ввода строки молекулярного ввода (SMILES) или язык химической разметки на основе XML . [ необходима цитата ] Эти представления часто используются для хранения в больших химических базах данных . [ необходима цитата ] В то время как некоторые форматы подходят для визуального представления в двух или трех измерениях, другие больше подходят для изучения физических взаимодействий, моделирования и стыковки. [ необходима цитата ]
Виртуальные библиотеки
Химические данные могут относиться к реальным или виртуальным молекулам. Виртуальные библиотеки соединений могут быть созданы различными способами, чтобы исследовать химическое пространство и выдвигать гипотезы о новых соединениях с желаемыми свойствами. Виртуальные библиотеки классов соединений (лекарства, натуральные продукты, синтетические продукты, ориентированные на разнообразие) были недавно созданы с использованием алгоритма FOG (оптимизированный по фрагментам рост). [11] Это было сделано с помощью хеминформатических инструментов для обучения вероятностей перехода цепи Маркова на аутентичных классах соединений, а затем использования цепи Маркова для создания новых соединений, которые были похожи на обучающую базу данных.
Виртуальный просмотр
В отличие от высокопроизводительного скрининга , виртуальный скрининг включает в себя компьютерный скрининг in silico библиотек соединений с помощью различных методов, таких как стыковка , для идентификации членов, которые могут обладать желаемыми свойствами, такими как биологическая активность против данной мишени. В некоторых случаях комбинаторная химия используется при разработке библиотеки для повышения эффективности разработки химического пространства. Чаще всего проверяется разнообразная библиотека небольших молекул или натуральных продуктов .
Количественная взаимосвязь структура-активность (QSAR)
Это расчет количественных соотношений структура-активность и количественных значений взаимосвязи свойств структуры , используемых для прогнозирования активности соединений по их структурам. В этом контексте также существует сильная связь с хемометрикой . Химические экспертные системы также актуальны, так как они представляют части химических знаний как представление in silico . Существует относительно новая концепция анализа согласованных молекулярных пар или MMPA, основанного на прогнозировании, которая сочетается с моделью QSAR, чтобы идентифицировать обрыв активности. [12]
Смотрите также
- Биоинформатика
- Формат химического файла
- Chemicalize.org
- Наборы инструментов хеминформатики
- Хемогеномика
- Вычислительная химия
- Информационная инженерия
- Журнал химической информации и моделирования
- Журнал химинформатики
- Материалы информатики
- Молекулярный концептор
- Программное обеспечение для молекулярного дизайна
- Молекулярная графика
- Молекулярная информатика
- Молекулярное моделирование
- Наноинформатика
- Программное обеспечение для молекулярного моделирования
- Мировая молекулярная матрица
Рекомендации
- ^ Томас Энгель (2006). «Базовый обзор хемоинформатики». J. Chem. Инф. Модель . 46 (6): 2267–77. DOI : 10.1021 / ci600234z . PMID 17125169 .
- ^ Мартин, Ивонн Коннолли (1978). Количественный дизайн лекарств: критическое введение . Серия медицинских исследований. 8 (1-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Марсель Деккер . ISBN 9780824765743.
- ^ Ф. К. Браун (1998). «Глава 35. Хемоинформатика: что это такое и как она влияет на открытие лекарств». Годовые отчеты по медицинской химии . 33 . С. 375–384. DOI : 10.1016 / S0065-7743 (08) 61100-8 . ISBN 9780120405336.; [ требуется страница ] см. также Браун, Фрэнк (2005). «Хемоинформатика - последние десять лет». Current Opinion in Drug Discovery & Development (редакционное мнение)
|format=
требует|url=
( помощи ) . 8 (3): 296–302. - ^ http://www.molinspiration.com/chemoinformatics.html
- ^ http://www.genomicglossaries.com/content/glossary_faq.asp#3
- ^ http://infochim.u-strasbg.fr/chemoinformatics/Obernai%20Declaration.pdf
- ^ Gasteiger J .; Энгель Т., ред. (2004). Хемоинформатика: Учебник . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley. ISBN 3527306811.
- ^ Лич, А. Р. и Жилет, В. Дж. (2003). Введение в химиоинформатику . Берлин, Германия: Springer. ISBN 1402013477.CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
- ^ Варнек, А., Баскин, И. (2011). «Хемоинформатика как дисциплина теоретической химии». Молекулярная информатика . 30 (1): 20–32. DOI : 10.1002 / minf.201000100 . PMID 27467875 . S2CID 21604072 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ Бунин, БА; Siesel, B .; Morales, G .; Баджорат Дж. (2006). Хемоинформатика: теория, практика и продукты . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 9781402050008.
- ^ Кучукян, Петр; Лу, Дэвид; Шахнович, Евгений (2009). "FOG: Оптимизированный по фрагментам алгоритм роста для de Novo генерации молекул, содержащих лекарственные вещества". Журнал химической информации и моделирования . 49 (7): 1630–1642. DOI : 10.1021 / ci9000458 . PMID 19527020 .
- ^ Сушко, Юрий; Новотарский, Сергей; Кёрнер, Роберт; Фогт, Иоахим; Абдельазиз, Ахмед; Тетько, Игорь В. (2014). «Подходящие молекулярные пары на основе прогнозов для интерпретации QSAR и помощи в процессе молекулярной оптимизации» . Журнал химинформатики . 6 (1): 48. DOI : 10,1186 / s13321-014-0048-0 . PMC 4272757 . PMID 25544551 .
дальнейшее чтение
- Энгель, Томас (2006). «Базовый обзор хемоинформатики». J. Chem. Инф. Модель . 46 (6): 2267–2277. DOI : 10.1021 / ci600234z . PMID 17125169 .
- Мартин, Ивонн Коннолли (2010). Количественный дизайн лекарств: критическое введение (2-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press – Taylor & Francis. ISBN 9781420070996.
- Выщелачивание, AR; Жилле, VJ (2003). Введение в химиоинформатику . Берлин, Германия: Springer. ISBN 1402013477.
- Gasteiger J .; Энгель Т., ред. (2004). Хемоинформатика: Учебник . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley. ISBN 3527306811.
- Варнек, А .; Баскин И. (2011). «Хемоинформатика как дисциплина теоретической химии». Молекулярная информатика . 30 (1): 20–32. DOI : 10.1002 / minf.201000100 . PMID 27467875 . S2CID 21604072 .
- Бунин, БА; Siesel, B .; Morales, G .; Баджорат Дж. (2006). Хемоинформатика: теория, практика и продукты . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 9781402050008.
Внешние ссылки
- Хемоинформатика в Curlie