E-book details

Podstawy chemoinformatyki leków. Wydanie drugie rozszerzone

Podstawy chemoinformatyki leków. Wydanie drugie rozszerzone

Andrzej Bąk, Jarosław Polański

Ebook

Na polskim rynku księgarskim dostępnych jest szereg podręczników poświęconych chemii leków oraz projektowaniu leków, brakuje natomiast podręcznika poświęconego chemoinformatyce. W zamyśle autorów niniejszy skrypt ma za zadanie wypełnić tę lukę. Ponieważ od swych źródeł chemoinformatyka łączy się z projektowaniem molekularnym, wyeksponowaliśmy w szczególności problemy chemoinformatyki leków. Odpowiada to profilowi nowych specjalności, chemii leków oraz chemii informatycznej, uruchomionych w Instytucie Chemii Uniwersytetu Śląskiego. Podręcznik przeznaczony jest dla studentów chemii i farmacji, którzy interesują się wykorzystaniem komputera jako narzędzia wspomagającego badania oraz dydaktykę tych przedmiotów.

Spis treści

 

Przedmowa do wydania drugiego / 9

 

1. Wstęp / 11

2. Przedmiot chemii i chemoinformatyki / 13

3. Komputer jako narzędzie pracy chemika – problemy wprowadzania danych / 21

3.1. Kodowanie cząsteczek w chemoinformatyce / 26

3.2. Grafy cząsteczek chemicznych / 26

3.3. Notacja liniowa / 28

3.3.1. Kody SMILES / 30

3.3.1.1. SMILES – język kodowania grafów molekularnych / 30

3.3.1.2. Gramatyka języka SMILES / 31

3.3.2. Inne systemy notacji liniowej / 41

3.4. Macierzowe systemy kodowania konstytucji cząsteczki / 42

3.5. Edytory molekularne / 50

3.6. Standardy wymiany informacji strukturalnej / 60

3.7. Nomenklatura chemiczna / 68

3.8. Związek chemiczny – in vitro oraz in silico / 72

3.9. Ontologia chemiczna – formalna definicja związku chemicznego / 73

3.10. Właściwości związków chemicznych i ich pomiary / 76

3.11. Chemiczne bazy danych / 78

3.11.1. Organizacja bazy danych / 78

3.11.2. Typy baz danych / 80

3.11.3. Strukturalne bazy danych ligandów / 83

3.11.4. Strukturalne bazy danych makromolekuł / 86

3.11.5. Bazy literaturowe / 90

 

4. Chemia in silico – problemy przetwarzania danych / 93

4.1. Deskryptory molekularne / 93

4.1.1. Kodujące deskryptory konstytucyjne / 95

4.1.2. Deskryptory daktyloskopowe cząsteczki / 95

4.1.3. Deskryptory obliczane na podstawie atomowej reprezentacji cząsteczki / 95

4.1.4. Deskryptory obliczane na podstawie fragmentów molekularnych / 96

4.1.5. Deskryptory topologiczne / 96

4.1.6. Proste deskryptory geometryczne / 97

4.1.7. Złożone deskryptory geometryczne / 97

4.1.7.1. Deskryptory pola oddziaływań cząsteczkowych / 97

4.1.7.2. Deskryptory profilu konformacyjnego / 98

4.1.7.3. Deskryptory wirtualnego miejsca receptorowego / 98

4.1.7.4. Deskryptory receptorowe / 100

4.1.8. Deskryptory złożonych systemów cząsteczkowych ligand – receptor / 100

4.1.9. Deskryptory skorelowane z właściwościami / 100

4.1.9.1. Korelaty właściwości globalnych / 100

4.1.9.2. Korelaty fragmentów molekularnych – stałe Hammetta / 101

4.1.9.3. Prognozowanie właściwości związków chemicznych / 104

4.2. Modelowanie struktur 3D / 107

4.2.1. Generatory struktur 2D / 110

4.2.2. Generatory struktur 3D / 110

4.2.2.1. Semiempiryczne metody chemii kwantowej / 116

4.2.2.2. Mechanika molekularna / 117

4.2.2.3. Dynamika molekularna / 125

4.2.2.4. Techniki generowania konformerów / 133

4.2.3. Pakiety do modelowania molekularnego / 134

4.3. Podobieństwo strukturalne cząsteczek / 139

4.4. Synteza i retrosynteza / 152

4.4.1. Synteza organiczna – odwzorowanie reagentów w produkty / 154

4.4.2. Projektowanie syntezy organicznej – odwzorowanie produktów w reagenty / 155

4.4.3. Retroreakcje – nomenklatura syntonów / 160

4.4.4. Operacje na syntonach / 160

4.4.4.1. Przekształcenie syntonu w reagent / 160

4.4.4.2. Modyfikacje syntonów / 162

4.4.4.3. Odwrócenie reaktywności / 163

4.4.5. Komputerowo wspomagane projektowanie syntezy (CASD) / 164

4.5. Eksploracja baz danych / 166

4.6. Chemometria – analizy złożonych danych chemicznych / 169

4.6.1. Wybrane metody analizy struktury danych / 170

4.6.2. Podstawowe pojęcia chemometrii / 171

4.6.3. Zmienne i ich korelacje / 171

4.6.4. Wstępna transformacja danych / 173

4.6.5. Eksploracja danych / 175

4.6.6. Jednoczynnikowa analiza wariancji / 175

4.6.7. Wieloczynnikowa analiza wariancji / 178

4.6.8. Algorytmy genetyczne / 180

4.6.9. Wybrane techniki projekcji i wizualizacji wielu zmiennych / 183

4.6.10. Analiza czynników głównych / 183

4.6.11. Sieci neuronowe / 185

4.6.12. Analiza regresji / 198

4.6.13. Metoda najmniejszych kwadratów / 201

4.6.14. Analiza regresji czynników głównych / 205

4.6.15. Metoda częściowych najmniejszych kwadratów / 205

4.6.16. Walidacja krzyżowa / 207

4.7. Komputerowe wspomaganie projektowania molekularnego / 212

4.8. Synteza ukierunkowana na właściwości / 214

4.8.1. Intuicja i szczęśliwy traf w poszukiwaniach i odkryciach nowych leków / 215

4.8.2. Schematy racjonalne w poszukiwaniu nowych leków – badanie zależności między budową a działaniem związków / 215

4.8.3. Badania przesiewowe metodami chemii kombinatorycznej / 223

4.8.4. Projektowanie molekularne in silico / 224

4.8.5. Projektowanie leków, kiedy dostępne są dane strukturalne receptora / 224

4.8.6. Dokowanie molekularne / 227

4.8.7. Projektowanie oparte na szeregu aktywnych ligandów / 233

4.8.8. Ilościowe modele zależności struktura – aktywność QSAR / 235

4.8.8.1. Modele 0D QSAR / 236

4.8.8.2. Modele 1D QSAR / 237

4.8.8.3. Modele 2D QSAR / 237

4.8.8.4. Modele 3D QSAR / 239

4.8.8.5. Modele 4D QSAR / 243

4.8.8.6. Modele 5D QSAR / 244

4.8.8.7. Modele 6D QSAR / 245

4.8.8.8. Modele RI-QSAR z wirtualnym receptorem modelowanym danymi innymi niż szereg jego aktywnych ligandów / 245

4.8.8.9. Modele RD QSAR z rzeczywistymi danymi receptorowymi / 246

4.8.9. Lekotypy / 247

 

5. Internetowe zasoby i nowe technologie chemoinformatyczne on-line / 249

 

Literatura dodatkowa / 255

Dodatek / 257

  • Title: Podstawy chemoinformatyki leków. Wydanie drugie rozszerzone
  • Author: Andrzej Bąk, Jarosław Polański
  • ISBN: 978-83-8012-897-2, 9788380128972
  • Date of issue: 2018-05-16
  • Format: Ebook
  • Item ID: e_0v6b
  • Publisher: Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego