Hóa tin học và Mô hình hóa phân tử
Hóa tin học áp dụng các kỹ thuật tính toán và thông tin vào dữ liệu hóa học, biểu diễn phân tử dưới dạng kỹ thuật số, tìm kiếm trong không gian hóa học và mô hình hóa các mối quan hệ cấu trúc-tính chất.
Definition
Là ngành lưu trữ, truy xuất, phân tích và mô hình hóa thông tin hóa học bằng các phương pháp tính toán, kết nối hóa học, khoa học máy tính và thống kê.
Scope
Bao gồm biểu diễn kỹ thuật số của các phân tử và cấu trúc hóa học, các mô tả và dấu vân tay phân tử, tìm kiếm sự tương đồng và cấu trúc con, sàng lọc ảo và ghép nối phân tử, cũng như việc sử dụng ngày càng tăng của học máy trên dữ liệu hóa học. Định hướng theo khám phá dựa trên dữ liệu hơn là cấu trúc điện tử dựa trên nguyên lý đầu tiên.
Sub-topics
Core questions
- Các phân tử được biểu diễn như thế nào để máy tính có thể lưu trữ và so sánh chúng?
- Sự tương đồng hóa học được định nghĩa và sử dụng như thế nào để tìm kiếm trong các thư viện lớn?
- Các phân tử ứng cử viên được xếp hạng bằng tính toán như thế nào cho một mục tiêu?
- Học máy học các mối quan hệ cấu trúc-tính chất và cấu trúc-hoạt tính như thế nào?
Key theories
- Nguyên lý tương đồng phân tử
- Các phân tử có cấu trúc tương tự có xu hướng có các tính chất và hoạt tính tương tự, điều này biện minh cho việc tìm kiếm sự tương đồng và nhiều mô hình dự đoán, đồng thời thừa nhận những trường hợp ngoại lệ đáng chú ý.
- Biểu diễn kỹ thuật số dựa trên cấu trúc
- Các phân tử được mã hóa dưới dạng đồ thị, ký hiệu dòng hoặc vectơ mô tả cho phép lưu trữ, tìm kiếm và mô hình hóa định lượng cấu trúc hóa học.
Clinical relevance
Hóa tin học là nền tảng của việc khám phá thuốc hiện đại và tin học vật liệu, cho phép sàng lọc ảo các thư viện khổng lồ, ưu tiên tổng hợp và dự đoán các tính chất hướng dẫn nỗ lực thực nghiệm.
History
Phát triển từ các hệ thống tài liệu hóa học và xử lý cấu trúc của những năm 1960 và 1970, lĩnh vực này đã được định hình dưới tên hóa tin học vào khoảng năm 1998 và mở rộng nhanh chóng với sàng lọc thông lượng cao, cơ sở dữ liệu lớn và học máy.
Key figures
- Johann Gasteiger
- Andrew Leach
- Valerie Gillet
- Peter Willett
Related topics
Seminal works
- leach2007
- gasteiger2003
Frequently asked questions
- Hóa tin học khác với hóa học lượng tử như thế nào?
- Hóa học lượng tử tính toán các tính chất phân tử từ lý thuyết vật lý, trong khi hóa tin học làm việc với dữ liệu hóa học và các mô hình thống kê hoặc dựa trên đồ thị, thường không có vật lý rõ ràng, để tổ chức và dự đoán ở quy mô lớn.
- Hóa tin học có giống với tin sinh học không?
- Không; chúng là các ngành tin học chị em, nhưng hóa tin học tập trung vào các phân tử nhỏ và cấu trúc hóa học trong khi tin sinh học tập trung vào các trình tự sinh học và đại phân tử.