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La quimioinformática (también conocida como quimioinformática ) se refiere al uso de la teoría de la química física con técnicas informáticas y de ciencias de la información , las llamadas técnicas " in silico ", en aplicación a una variedad de problemas descriptivos y prescriptivos en el campo de la química , incluso en sus aplicaciones para biología y campos moleculares relacionados . Estas técnicas in silico son utilizadas, por ejemplo, por compañías farmacéuticas y en entornos académicos para ayudar e informar el proceso de descubrimiento de fármacos , por ejemplo, en el diseño de programas bien definidos.bibliotecas combinatorias de compuestos sintéticos, o para ayudar en el diseño de fármacos basados en estructuras . Los métodos también se pueden utilizar en industrias químicas y afines, y campos como la ciencia ambiental y la farmacología , donde se involucran o estudian procesos químicos. [1]

Historia [ editar ]

La química informática ha sido un campo activo en diversas formas desde la década de 1970 y antes, con actividad en departamentos académicos y departamentos de investigación y desarrollo farmacéutico comercial. [2] [ página necesaria ] [ cita requerida ] El término quimioinformática fue definido en su aplicación al descubrimiento de fármacos, por ejemplo, por FK Brown en 1998: [3]

La quimioinformática es la combinación de esos recursos de información para transformar los datos en información y la información en conocimiento con el propósito de tomar mejores decisiones con mayor rapidez en el área de la identificación y optimización de plomo de medicamentos.

Desde entonces, se han utilizado ambos términos, quimioinformática y quimioinformática, [ cita requerida ] aunque, lexicográficamente , la quimioinformática parece usarse con más frecuencia, [ ¿cuándo? ] [4] [5] a pesar de que académicos en Europa se declararon a favor de la variante de quimioinformática en 2006. [6] En 2009, una destacada revista de Springer en el campo, la Journal of Cheminformatics , fue fundada por editores ejecutivos transatlánticos, dando aún más impulso a la variante más corta. [ editorializando ] [ cita requerida ]

Antecedentes [ editar ]

La química informática combina los campos de trabajo científico de la química, la informática y la ciencia de la información, por ejemplo, en las áreas de topología , teoría de grafos químicos , recuperación de información y minería de datos en el espacio químico . [7] [ página necesaria ] [8] [ página necesaria ] [9] [10] [ página necesaria ] La química informática también se puede aplicar al análisis de datos para diversas industrias como papel y pulpa , tintes y otras industrias afines. [ cita requerida ]

Aplicaciones [ editar ]

Almacenamiento y recuperación [ editar ]

Artículo principal: Base de datos química

Una de las aplicaciones principales de la quimioinformática es el almacenamiento, la indexación y la búsqueda de información relacionada con compuestos químicos. [ según quién? ] [ cita requerida ] La búsqueda eficiente de dicha información almacenada incluye temas que se tratan en ciencias de la computación, como minería de datos, recuperación de información , extracción de información y aprendizaje automático . [ cita requerida ] Los temas de investigación relacionados incluyen: [ cita requerida ]

  • Bibliotecas digitales
  • Datos no estructurados
  • Estructurado minería de datos y minería de datos estructurados
    • Minería de bases de datos
    • Minería de gráficos
    • Minería de moléculas
    • Minería de secuencia
    • Minería de árboles

Formatos de archivo [ editar ]

Artículo principal: formato de archivo químico

La representación in silico de estructuras químicas utiliza formatos especializados como las especificaciones de entrada de línea de entrada molecular simplificada (SMILES) o el lenguaje de marcado químico basado en XML . [ cita requerida ] Estas representaciones se utilizan a menudo para el almacenamiento en grandes bases de datos de productos químicos . [ cita requerida ] Si bien algunos formatos son adecuados para representaciones visuales en dos o tres dimensiones, otros son más adecuados para estudiar interacciones físicas, modelado y estudios de acoplamiento. [ cita requerida ]

Bibliotecas virtuales [ editar ]

Los datos químicos pueden pertenecer a moléculas reales o virtuales. Se pueden generar bibliotecas virtuales de compuestos de diversas formas para explorar el espacio químico y formular hipótesis sobre compuestos novedosos con las propiedades deseadas. Recientemente se generaron bibliotecas virtuales de clases de compuestos (medicamentos, productos naturales, productos sintéticos orientados a la diversidad) utilizando el algoritmo FOG (crecimiento optimizado de fragmentos). [11] Esto se hizo usando herramientas quiminformáticas para entrenar las probabilidades de transición de una cadena de Markov en clases auténticas de compuestos, y luego usando la cadena de Markov para generar compuestos novedosos que eran similares a la base de datos de entrenamiento.

Proyección virtual [ editar ]

Artículo principal: Proyección virtual

A diferencia del cribado de alto rendimiento , el cribado virtual implica el cribado computacional in silico de bibliotecas de compuestos, mediante varios métodos, como el acoplamiento , para identificar miembros que probablemente posean propiedades deseadas, como actividad biológica contra un objetivo determinado. En algunos casos, la química combinatoria se utiliza en el desarrollo de la biblioteca para aumentar la eficiencia en la extracción del espacio químico. Más comúnmente, se analiza una biblioteca diversa de moléculas pequeñas o productos naturales .

Relación cuantitativa estructura-actividad (QSAR) [ editar ]

Artículo principal: Relación cuantitativa estructura-actividad

Este es el cálculo de la relación cuantitativa estructura-actividad y los valores de la relación de propiedad estructura cuantitativa , que se utiliza para predecir la actividad de los compuestos a partir de sus estructuras. En este contexto, también existe una fuerte relación con la quimiometría . Los sistemas químicos expertos también son relevantes, ya que representan partes del conocimiento químico como una representación in silico . Existe un concepto relativamente nuevo de análisis de pares moleculares emparejados o MMPA basado en predicciones que se acopla con el modelo QSAR para identificar el acantilado de actividad. [12]

Ver también [ editar ]

  • Bioinformática
  • Formato de archivo químico
  • Chemicalize.org
  • Conjuntos de herramientas de quiminformática
  • Quimiogenómica
  • Quimica computacional
  • Ingeniería de Información
  • Revista de información y modelado químico
  • Revista de quimioformática
  • Informática de materiales
  • Conceptor molecular
  • Software de diseño molecular
  • Gráficos moleculares
  • Informática molecular
  • Modelado molecular
  • Nanoinformática
  • Software para modelado molecular
  • Matriz molecular mundial

Referencias [ editar ]

  1. ^ Thomas Engel (2006). "Descripción básica de la quimioinformática". J. Chem. Inf. Modelo . 46 (6): 2267–77. doi : 10.1021 / ci600234z . PMID  17125169 .
  2. ^ Martin, Yvonne Connolly (1978). Diseño cuantitativo de fármacos: una introducción crítica . Serie de investigaciones medicinales. 8 (1ª ed.). Nueva York, NY: Marcel Dekker . ISBN 9780824765743.
  3. ^ FK Brown (1998). "Cap. 35. Quimioinformática: qué es y cómo afecta el descubrimiento de fármacos". Informes anuales en química medicinal . 33 . págs. 375–384. doi : 10.1016 / S0065-7743 (08) 61100-8 . ISBN 9780120405336.; [ página necesaria ] véase también Brown, Frank (2005). "Quimioinformática: una actualización de diez años". Current Opinion in Drug Discovery & Development (opinión editorial) requiere ( ayuda ) . 8 (3): 296-302. |format=|url=
  4. ^ http://www.molinspiration.com/chemoinformatics.html
  5. ^ http://www.genomicglossaries.com/content/glossary_faq.asp#3
  6. ^ http://infochim.u-strasbg.fr/chemoinformatics/Obernai%20Declaration.pdf
  7. ^ Gasteiger J .; Engel T., eds. (2004). Quimioinformática: un libro de texto . Nueva York, NY: Wiley. ISBN 3527306811.
  8. ^ Leach, AR y Gillet, VJ (2003). Introducción a la quimioinformática . Berlín, DE: Springer. ISBN 1402013477.Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
  9. ^ Varnek, A. y Baskin, I. (2011). "La quimioinformática como disciplina de la química teórica". Informática molecular . 30 (1): 20–32. doi : 10.1002 / minf.201000100 . PMID 27467875 . S2CID 21604072 .  CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  10. ^ Bunin, BA; Siesel, B .; Morales, G .; Bajorath J. (2006). Quimioinformática: teoría, práctica y productos . Nueva York, NY: Springer. ISBN 9781402050008.
  11. ^ Kutchukian, Peter; Lou, David; Shakhnovich, Eugene (2009). "FOG: algoritmo de crecimiento optimizado de fragmentos para la generación de Novo de moléculas que ocupan Druglike Chemical". Revista de información química y modelado . 49 (7): 1630–1642. doi : 10.1021 / ci9000458 . PMID 19527020 . 
  12. ^ Sushko, Yurii; Novotarskyi, Sergii; Körner, Robert; Vogt, Joachim; Abdelaziz, Ahmed; Tetko, Igor V. (2014). "Pares moleculares emparejados basados ​​en predicciones para interpretar QSAR y ayudar al proceso de optimización molecular" . Revista de Cheminformatics . 6 (1): 48. doi : 10.1186 / s13321-014-0048-0 . PMC 4272757 . PMID 25544551 .  

Lectura adicional [ editar ]

  • Engel, Thomas (2006). "Descripción básica de la quimioinformática". J. Chem. Inf. Modelo . 46 (6): 2267–2277. doi : 10.1021 / ci600234z . PMID  17125169 .
  • Martin, Yvonne Connolly (2010). Diseño cuantitativo de fármacos: una introducción crítica (2ª ed.). Boca Raton, FL: CRC Press – Taylor & Francis. ISBN 9781420070996.
  • Leach, AR; Gillet, VJ (2003). Introducción a la quimioinformática . Berlín, DE: Springer. ISBN 1402013477.
  • Gasteiger J .; Engel T., eds. (2004). Quimioinformática: un libro de texto . Nueva York, NY: Wiley. ISBN 3527306811.
  • Varnek, A .; Baskin, I. (2011). "La quimioinformática como disciplina de la química teórica". Informática molecular . 30 (1): 20–32. doi : 10.1002 / minf.201000100 . PMID  27467875 . S2CID  21604072 .
  • Bunin, BA; Siesel, B .; Morales, G .; Bajorath J. (2006). Quimioinformática: teoría, práctica y productos . Nueva York, NY: Springer. ISBN 9781402050008.

Enlaces externos [ editar ]

  • Quimioformática en Curlie