Storage and retrievalEdit

Eine primäre Anwendung der Cheminformatik ist die Speicherung, Indizierung und Suche von Informationen zu chemischen Verbindungen. Die effiziente Suche nach solchen gespeicherten Informationen umfasst Themen, die in der Informatik behandelt werden, wie Data Mining, Information Retrieval, Informationsextraktion und maschinelles Lernen. Verwandte Forschungsthemen sind:

File formatsEdit

Die In silico-Darstellung chemischer Strukturen verwendet spezielle Formate wie die Simplified molecular Input Line Entry Specifications (SMILES) oder die XML-basierte Chemical Markup Language. Diese Darstellungen werden häufig für die Speicherung in großen chemischen Datenbanken verwendet. Während einige Formate für visuelle Darstellungen in zwei oder drei Dimensionen geeignet sind, eignen sich andere eher für das Studium physikalischer Wechselwirkungen, Modellierung und Andockstudien.

Virtuelle Bibliothekenbearbeiten

Chemische Daten können sich auf reale oder virtuelle Moleküle beziehen. Virtuelle Bibliotheken von Verbindungen können auf verschiedene Arten erzeugt werden, um den chemischen Raum zu erforschen und neue Verbindungen mit gewünschten Eigenschaften zu hypothetisieren. Virtuelle Bibliotheken von Wirkstoffklassen (Arzneimittel, Naturstoffe, diversitätsorientierte synthetische Produkte) wurden kürzlich mit dem FOG-Algorithmus (Fragment optimized Growth) generiert. Dazu wurden cheminformatische Werkzeuge verwendet, um Übergangswahrscheinlichkeiten einer Markov-Kette für authentische Verbindungsklassen zu trainieren, und dann die Markov-Kette verwendet, um neuartige Verbindungen zu generieren, die der Trainingsdatenbank ähnlich waren.

Virtuelles screeningEdit

Im Gegensatz zum Hochdurchsatz-Screening umfasst das virtuelle Screening das rechnerische Screening von In-Silico-Bibliotheken von Verbindungen mittels verschiedener Methoden wie Docking, um Elemente zu identifizieren, die wahrscheinlich gewünschte Eigenschaften wie biologische Aktivität gegen ein bestimmtes Ziel besitzen. In einigen Fällen wird kombinatorische Chemie bei der Entwicklung der Bibliothek verwendet, um die Effizienz beim Abbau des chemischen Raums zu erhöhen. Häufiger wird eine vielfältige Bibliothek von kleinen Molekülen oder Naturprodukten gescreent.

Quantitative Struktur-Aktivitäts-Beziehung (QSAR)Bearbeiten

Dies ist die Berechnung der quantitativen Struktur-Aktivitäts-Beziehung und der quantitativen Struktur-Eigenschafts-Beziehungswerte, die verwendet werden, um die Aktivität von Verbindungen aus ihren Strukturen vorherzusagen. In diesem Zusammenhang besteht auch eine starke Beziehung zur Chemometrie. Chemische Expertensysteme sind ebenfalls relevant, da sie Teile des chemischen Wissens als In-Silico-Repräsentation darstellen. Es gibt ein relativ neues Konzept der Matched Molecular Pair Analysis oder prediction-driven MMPA, das mit dem QSAR-Modell gekoppelt ist, um Aktivitätsparameter zu identifizieren.