เคมีสารสนเทศและการสร้างแบบจำลองโมเลกุล
เคมีสารสนเทศประยุกต์ใช้เทคนิคการคำนวณและสารสนเทศกับข้อมูลทางเคมี โดยแสดงโมเลกุลในรูปแบบดิจิทัล ค้นหาในพื้นที่ทางเคมี และสร้างแบบจำลองความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและคุณสมบัติ
Definition
สาขาวิชาที่จัดเก็บ ดึงข้อมูล วิเคราะห์ และสร้างแบบจำลองข้อมูลทางเคมีโดยใช้วิธีการคำนวณ ซึ่งเชื่อมโยงวิชาเคมี วิทยาการคอมพิวเตอร์ และสถิติเข้าด้วยกัน
Scope
ครอบคลุมการแสดงผลโมเลกุลและโครงสร้างทางเคมีในรูปแบบดิจิทัล, ตัวบ่งชี้และลายนิ้วมือโมเลกุล, การค้นหาความคล้ายคลึงและโครงสร้างย่อย, การคัดกรองเสมือนจริงและการเชื่อมต่อโมเลกุล, และการใช้การเรียนรู้ของเครื่องกับข้อมูลทางเคมีที่เพิ่มขึ้น มุ่งเน้นไปที่การค้นพบที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลมากกว่าโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ตามหลักการพื้นฐาน
Sub-topics
Core questions
- โมเลกุลถูกแสดงอย่างไรเพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถจัดเก็บและเปรียบเทียบได้?
- ความคล้ายคลึงทางเคมีถูกกำหนดและนำมาใช้ในการค้นหาในห้องสมุดขนาดใหญ่ได้อย่างไร?
- โมเลกุลที่น่าจะเป็นเป้าหมายถูกจัดอันดับด้วยการคำนวณอย่างไร?
- การเรียนรู้ของเครื่องเรียนรู้ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้าง-คุณสมบัติ และโครงสร้าง-กิจกรรมได้อย่างไร?
Key theories
- หลักการความคล้ายคลึงของโมเลกุล
- โมเลกุลที่มีโครงสร้างคล้ายกันมักจะมีคุณสมบัติและกิจกรรมที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งเป็นเหตุผลสนับสนุนการค้นหาความคล้ายคลึงและแบบจำลองการทำนายหลายอย่าง แม้ว่าจะมีการยกเว้นที่น่าสังเกตก็ตาม
- การแสดงผลดิจิทัลตามโครงสร้าง
- โมเลกุลถูกเข้ารหัสเป็นกราฟ, สัญกรณ์เส้น, หรือเวกเตอร์ตัวบ่งชี้ที่ช่วยให้สามารถจัดเก็บ, ค้นหา, และสร้างแบบจำลองเชิงปริมาณของโครงสร้างทางเคมีได้
Clinical relevance
เคมีสารสนเทศเป็นรากฐานของการค้นพบยาและการวิเคราะห์ข้อมูลวัสดุสมัยใหม่ ช่วยให้สามารถคัดกรองห้องสมุดขนาดใหญ่แบบเสมือนจริง จัดลำดับความสำคัญของการสังเคราะห์ และทำนายคุณสมบัติที่เป็นแนวทางในการทดลอง
History
พัฒนามาจากการจัดทำเอกสารทางเคมีและระบบการจัดการโครงสร้างในช่วงทศวรรษ 1960 และ 1970 สาขาวิชานี้ได้ก่อตัวขึ้นภายใต้ชื่อเคมีสารสนเทศประมาณปี 1998 และขยายตัวอย่างรวดเร็วด้วยการคัดกรองแบบอัตโนมัติ (high-throughput screening) ฐานข้อมูลขนาดใหญ่ และการเรียนรู้ของเครื่อง
Key figures
- Johann Gasteiger
- Andrew Leach
- Valerie Gillet
- Peter Willett
Related topics
Seminal works
- leach2007
- gasteiger2003
Frequently asked questions
- เคมีสารสนเทศแตกต่างจากเคมีควอนตัมอย่างไร?
- เคมีควอนตัมคำนวณคุณสมบัติของโมเลกุลจากทฤษฎีทางฟิสิกส์ ในขณะที่เคมีสารสนเทศทำงานกับข้อมูลทางเคมีและแบบจำลองทางสถิติหรือแบบกราฟ โดยมักจะไม่มีฟิสิกส์ที่ชัดเจน เพื่อจัดระเบียบและทำนายในวงกว้าง
- เคมีสารสนเทศเหมือนกับชีวสารสนเทศหรือไม่?
- ไม่ ทั้งสองเป็นสาขาวิชาสารสนเทศที่เกี่ยวข้องกัน แต่เคมีสารสนเทศมุ่งเน้นไปที่โมเลกุลขนาดเล็กและโครงสร้างทางเคมี ในขณะที่ชีวสารสนเทศมุ่งเน้นไปที่ลำดับทางชีวภาพและโมเลกุลขนาดใหญ่