화학 정보학

Cheminformatics

화학정보학(Cheminformatics, 화학정보학이라고도 함)은 물리화학이론을 생물학 및 관련 분자 분야에서의 응용을 포함하여 화학 분야의 기술적이고 규범적인 문제에 적용하기 위해 컴퓨터와 정보과학 기술 (이른바 "in silico" 기술)과 함께 사용하는 것을 말한다.예를 들어, 이러한 실리코 기술은 합성 화합물의 잘 정의된 조합 라이브러리 설계 또는 구조 기반 약물 설계를 지원하기 위해 제약 회사 및 학술 환경에서 사용됩니다.이 방법은 화학 및 관련 산업, 환경과학 및 약리학과 같은 분야에서도 사용할 수 있으며, 화학 과정이 관련되거나 [1]연구됩니다.

역사

화학은 1970년대부터 다양한 분야에서 활발한 활동을 해 왔으며, 학술 부문과 상업 의약품 연구개발 [2][page needed][citation needed]부문에서도 활동하고 있다.화학영양학이라는 용어는 F.K.의 약물 발견에 대한 적용에서 정의되었다.1998년 [3]브라운:

화학정보학은 약물 납 식별 및 최적화 영역에서 더 나은 의사결정을 더 빨리 하기 위한 목적으로 데이터를 정보로, 정보를 지식으로 변환하기 위해 이러한 정보 자원을 혼합하는 것이다.

사전 편찬상으로는 2006년 [6]유럽의 학자들이 변종 화학 형태학을 선언했음에도 불구하고 화학 형태학과 화학 형태학이라는 용어를 모두 사용해 [citation needed]왔다.[when?][4][5]2009년, 이 분야의 저명한 스프링거 저널은 화학정보학 [7]저널이라는 이름의 대서양 횡단 편집자들에 의해 설립되었습니다.

배경

화학정보학은 화학,[8][page needed][9][page needed][10][11][page needed] 컴퓨터 과학 및 정보과학의 과학적 작업 분야를 결합합니다. 예를 들어, 화학 공간의 위상, 화학 그래프 이론, 정보 검색 및 데이터 마이닝 분야입니다.화학은 종이, 펄프, 염료 및 그와 같은 관련 [12]산업과 같은 다양한 산업의 데이터 분석에도 적용될 수 있다.

적용들

보관 및 검색

주요 기사:화학 데이터베이스

화학정보학의 주요 적용 분야는 [according to whom?][citation needed]화학성분과 관련된 정보의 저장, 색인화 및 검색이다.이러한 저장된 정보의 효율적인 검색에는 데이터 마이닝, 정보 검색, 정보 추출 및 기계 [citation needed]학습과 같은 컴퓨터 과학에서 다루는 주제가 포함됩니다.관련 조사 주제는 다음과 같습니다.[citation needed]

파일 형식

주요 기사:화학 파일 형식

화학 구조의 in silico 표현은 Simplified Molecular Input Line Entry Specifications(SMILS;[13] 단순 분자 입력 라인 입력 사양) 또는 XML 기반의 Chemical Markup [14]Language와 같은 특수한 형식을 사용합니다.이러한 표현은 종종 대형 화학 [citation needed]데이터베이스의 저장에 사용된다.일부 형식은 2차원 또는 3차원의 시각적 표현에 적합하지만 다른 형식은 물리적 상호작용, 모델링 [citation needed]및 도킹 연구에 더 적합합니다.

가상 라이브러리

화학 데이터는 실제 분자나 가상 분자와 관련될 수 있습니다.화합물의 가상 라이브러리는 화학적 공간을 탐색하고 원하는 성질을 가진 새로운 화합물을 가정하기 위해 다양한 방법으로 생성될 수 있다.최근 FOG([15]Fragment Optimized Growth) 알고리즘을 사용하여 화합물 등급(약, 천연물, 다양성 지향 합성물)의 가상 라이브러리를 생성했습니다.이것은 마르코프 사슬의 전이 확률을 진짜 등급의 화합물에 대해 훈련하기 위해 화학적인 도구를 사용하고, 그리고 나서 마르코프 사슬을 사용하여 훈련 데이터베이스와 유사한 새로운 화합물을 생성함으로써 이루어졌다.

가상 스크리닝

주요 기사:가상 스크리닝

높은 처리량 스크리닝과는 대조적으로 가상 스크리닝은 특정 표적에 대한 생물학적 활성과 같은 바람직한 특성을 가질 가능성이 있는 구성원을 식별하기 위해 도킹과 같은 다양한 방법을 통해 화합물의 실리코 라이브러리에서 계산 스크리닝을 포함한다.어떤 경우에는 조합 화학이 도서관 개발에 사용되어 화학 공간의 채굴 효율을 증가시킨다.보다 일반적으로, 작은 분자 또는 천연물의 다양한 라이브러리가 선별된다.

정량적 구조-활동 관계(QSAR)

주요 기사:정량적 구조-활동 관계

이는 구조에서 화합물의 활성을 예측하는 데 사용되는 정량적 구조-활성 관계 및 정량적 구조 특성 관계 값의 계산이다.이러한 맥락에서 화학측정학과의 강한 관계도 있다.화학 전문가 시스템은 또한 화학 지식의 일부를 실리코 표현으로 나타내므로 관련이 있다.활성 절벽을 [16]식별하기 위해 QSAR 모델과 결합된 비교적 새로운 개념의 일치 분자 쌍 분석 또는 예측 기반 MMPA가 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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  4. ^ "Cheminformatics or Chemoinformatics ?".
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  9. ^ Leach, A.R.; Gillet, V.J. (2003). An Introduction to Chemoinformatics. Berlin, DE: Springer. ISBN 1402013477.
  10. ^ Varnek, A.; Baskin, I. (2011). "Chemoinformatics as a Theoretical Chemistry Discipline". Molecular Informatics. 30 (1): 20–32. doi:10.1002/minf.201000100. PMID 27467875. S2CID 21604072.
  11. ^ Bunin, B.A.; Siesel, B.; Morales, G.; Bajorath J. (2006). Chemoinformatics: Theory, Practice, & Products. New York, NY: Springer. ISBN 9781402050008.
  12. ^ Williams, Tova; University, North Carolina State. "Cheminformatics approaches to creating new hair dyes". phys.org. Retrieved 2022-06-20.
  13. ^ Weininger, David (1988). "SMILES, a Chemical Language and Information System: 1: Introduction to Methodology and Encoding Rules". Journal of Chemical Information and Modeling. 28 (1): 31–36. doi:10.1021/ci00057a005.
  14. ^ Murray-Rust, Peter; Rzepa, Henry S. (1999). "Chemical Markup, XML, and the Worldwide Web. 1. Basic Principles". Journal of Chemical Information and Computer Sciences. 39 (6): 928–942. doi:10.1021/ci990052b.
  15. ^ Kutchukian, Peter; Lou, David; Shakhnovich, Eugene (2009). "FOG: Fragment Optimized Growth Algorithm for the de Novo Generation of Molecules occupying Druglike Chemical". Journal of Chemical Information and Modeling. 49 (7): 1630–1642. doi:10.1021/ci9000458. PMID 19527020.
  16. ^ Sushko, Yurii; Novotarskyi, Sergii; Körner, Robert; Vogt, Joachim; Abdelaziz, Ahmed; Tetko, Igor V. (2014). "Prediction-driven matched molecular pairs to interpret QSARs and aid the molecular optimization process". Journal of Cheminformatics. 6 (1): 48. doi:10.1186/s13321-014-0048-0. PMC 4272757. PMID 25544551.

추가 정보

  • Engel, Thomas (2006). "Basic Overview of Chemoinformatics". J. Chem. Inf. Model. 46 (6): 2267–2277. doi:10.1021/ci600234z. PMID 17125169.
  • Martin, Yvonne Connolly (2010). Quantitative Drug Design: A Critical Introduction (2nd ed.). Boca Raton, FL: CRC Press–Taylor & Francis. ISBN 9781420070996.
  • Leach, A.R.; Gillet, V.J. (2003). An Introduction to Chemoinformatics. Berlin, DE: Springer. ISBN 1402013477.
  • Gasteiger J.; Engel T., eds. (2004). Chemoinformatics: A Textbook. New York, NY: Wiley. ISBN 3527306811.
  • Varnek, A.; Baskin, I. (2011). "Chemoinformatics as a Theoretical Chemistry Discipline". Molecular Informatics. 30 (1): 20–32. doi:10.1002/minf.201000100. PMID 27467875. S2CID 21604072.
  • Bunin, B.A.; Siesel, B.; Morales, G.; Bajorath J. (2006). Chemoinformatics: Theory, Practice, & Products. New York, NY: Springer. ISBN 9781402050008.

외부 링크