ケミインフォマティクス

ケモインフォマティクス（ケモインフォマティクスとも呼ばれる）とは、物理化学理論とコンピューターおよび情報科学技術（いわゆる「インシリコ」技術）を、生物学や関連分子分野への応用を含む化学分野のさまざまな記述的および規範的問題に適用することを指す。このようなインシリコ技術は、例えば製薬会社や学術機関で、合成化合物の明確に定義されたコンビナトリアルライブラリの設計など、新薬発見のプロセスを支援および情報提供するために、または構造に基づく医薬品設計を支援するために使用されている。この方法は、化学プロセスが関与または研究される化学産業や関連産業、環境科学や薬理学などの分野でも使用できる。^[1]

ケモインフォマティクスは、1970年代以前から、学術部門や商業製薬研究開発部門でさまざまな形で活発に活動してきた分野です。^{[2] [ページが必要] [出典が必要]}ケモインフォマティクスという用語は、1998年にFKブラウンによって創薬への応用において定義されました。^[3]

ケモインフォマティクスとは、これらの情報リソースを組み合わせて、データを情報に変換し、情報を知識に変換することであり、医薬品のリードの特定と最適化の分野で、より迅速でより良い意思決定を行うことを目的としています。

それ以来、ケモインフォマティクスとケモインフォマティクスの両方の用語が使用されてきましたが^[要出典]、辞書的にはケモインフォマティクスの方が頻繁に使用されているようです^{[いつ? ] [4] [5]}ヨーロッパの学者が2006年にケモインフォマティクスという変種を宣言したにもかかわらずです。^{[6] 2009年には、大西洋を越えた編集長によって、この分野で著名なシュプリンガーのジャーナル}、Journal of Cheminformaticsが創刊されました。^[7]

ケミインフォマティクスは、化学、コンピュータサイエンス、情報科学の科学的研究分野を組み合わせたもので、例えば、化学空間におけるトポロジー、化学グラフ理論、情報検索、データマイニングなどの分野が含まれます。^{[8] [ページが必要] [9] [ページが必要] [10] [11] [ページが必要]ケミインフォマティクスは、}紙やパルプ、染料などのさまざまな産業や関連産業のデータ分析にも応用できます。 ^[12]

ケモインフォマティクスの主な用途は、化合物に関する情報の保存、索引付け、検索です。^{[13]このような保存された情報の効率的な検索には、データマイニング、情報検索、}情報抽出、機械学習など、コンピュータサイエンスで扱われるトピックが含まれます。^{[引用が必要]}関連する研究トピックには以下が含まれます。^{[引用が必要]}

化学構造のin silico表現には、Simplified molecular input line entry specifications (SMILES) ^[14]やXMLベースのChemical Markup Language ^[15]などの特殊な形式が使用されます。これらの表現は、大規模な化学データベース での保存によく使用されます。^[要出典]一部の形式は2次元または3次元での視覚的表現に適していますが、他の形式は物理的相互作用、モデリング、ドッキング研究に適しています。^[要出典]

化学データは、実際の分子または仮想の分子に関係します。化合物の仮想ライブラリは、化学空間を探索し、望ましい特性を持つ新しい化合物を仮説するために、さまざまな方法で生成できます。化合物のクラス（薬物、天然物、多様性指向の合成製品）の仮想ライブラリは、最近、FOG（フラグメント最適化成長）アルゴリズムを使用して生成されました。^{[16]これは、ケミインフォマティクスツールを使用して、本物の化合物のクラスで}マルコフ連鎖 の遷移確率をトレーニングし、次にマルコフ連鎖を使用してトレーニングデータベースに類似した新しい化合物を生成することによって行われました。

ハイスループットスクリーニングとは対照的に、バーチャルスクリーニングでは、ドッキングなどのさまざまな方法を使用して、化合物の in silicoライブラリをコンピュータでスクリーニングし、特定のターゲットに対する生物学的活性などの望ましい特性を持つ可能性のあるメンバーを特定します。場合によっては、化学空間のマイニングの効率を高めるために、ライブラリの開発にコンビナトリアルケミストリーが使用されます。より一般的には、小分子または天然物の多様なライブラリがスクリーニングされます。

これは定量的構造活性相関と定量的構造特性相関の値を計算するもので、化合物の構造からその活性を予測するために使用されます。この文脈では、ケモメトリクスとの強い関係もあります。化学エキスパートシステムも関連しており、化学知識の一部をコンピューター上で表現します。活性クリフを特定するためにQSARモデルと組み合わせた、マッチド分子ペア解析または予測駆動型MMPAという比較的新しい概念があります。 ^[17]

• エンゲル、トーマス (2006)。「ケモインフォマティクスの基本概要」。J . Chem. Inf. Model . 46 (6): 2267–2277. doi :10.1021/ci600234z. PMID  17125169。
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• Varnek, A.; Baskin, I. (2011). 「理論化学分野としてのケモインフォマティクス」.分子情報学. 30 (1): 20–32. doi :10.1002/minf.201000100. PMID  27467875. S2CID  21604072.
• ブニン、BA;シーゼル、B.モラレス、G.バジョラス J. (2006)。ケモインフォマティクス: 理論、実践、製品。ニューヨーク州ニューヨーク州：スプリンガー。ISBN 9781402050008。

• Curlieのケミインフォマティクス