Cheminformatik
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Chemoinformatik, Cheminformatik oder Chemieinformatik (engl. chemoinformatics, cheminformatics oder chemiinformatics) bezeichnet einen Wissenschaftszweig, der das Gebiet der Chemie mit Methoden der Informatik verbindet und umgekehrt. Der Begriff „Chemoinformatik“ ist relativ jung, während der ältere Terminus Computerchemie und chemische Graphentheorie das gleiche Gebiet bezeichnen (Lit.: Bonchev/Rouvray, 1990). Computerchemie wird heutzutage aber von vielen oft nur als ein Teilgebiet der Theoretischen Chemie begriffen.
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[Bearbeiten] Grundlagen
Die Cheminformatik beschäftigt sich mit der Suche im chemischen Raum, welcher aus virtuellen (in silico) oder realen Molekülen besteht. Die Größe des chemischen Raumes wird auf etwa 1062 Moleküle geschätzt und ist weit größer als die Menge der bisher real synthetisierten Moleküle (Lit.: Lahana, 1999). Somit lassen sich unter Umständen Millionen von Molekülen mit Hilfe solcher Computer-Methoden in silico testen, ohne diese explizit mittels Methoden der kombinatorischen Chemie oder Synthese im Labor erzeugen zu müssen.
Weitere Grundlagen sind unter Graphentheorie (Chemie) zusammengefasst.
[Bearbeiten] Anwendungen
[Bearbeiten] Quantitative Struktur-Wirkungs-Beziehung
Mit Hilfe geeigneter Algorithmen werden Kodierungen für Moleküle entwickelt. Durch Induktion können neue Hypothesen über molekulare Eigenschaften erstellt werden, wie z. B. die Bioverfügbarkeit oder die Fähigkeit einer Substanz, die Funktion eines bestimmten Proteins im Organismus zu hemmen oder zu verstärken. Siehe auch QSAR.
[Bearbeiten] Leitstrukturoptimierung
Durch geeignete chemische und biologische Hypothesen lässt sich dieser chemische Raum auf wenige Kandidaten reduzieren, die dann im Labor synthetisiert und klinisch getestet werden. Aus diesem Grund spielt die Cheminformatik im Bereich der pharmazeutischen Chemie und der Medizinalchemie eine große Rolle zur Optimierung von Leitstrukturen.
[Bearbeiten] Chemometrie
Ebenso gibt es einen starken Bezug zur Analytischen Chemie und zur Chemometrie.
[Bearbeiten] Literatur
- D. Bonchev, D.H. Rouvray: Chemical Graph Theory: Introduction and Fundamentals. Gordon and Breach Science Publishers, 1990, ISBN 0-85626-454-7.
- R. Lahana: How many leads from HTS?. Drug Discovery Today, 1999, 4, 447-448. DOI: 10.1016/S1359-6446(99)01393-8.
- A.R. Leach, V.J. Gillet: An Introduction to Chemoinformatics. Kluwer Academic Publishers, 2003, ISBN 1-40201-347-7.
- J. Gasteiger, T. Engel (Eds.). Chemoinformatics: A Textbook. John Wiley & Sons, 2003, ISBN 3-52730-681-1.
[Bearbeiten] Siehe auch
Allgemeine Chemie • Analytische Chemie • Anorganische Chemie • Biochemie • Biomedizinische Chemie • Bioanorganische Chemie • Bioorganische Chemie • Biophysikalische Chemie • Chemische Biologie • Chemoinformatik • Chemometrik • Computerchemie • Elektrochemie • Kernchemie • Klinische Chemie • Kolloidchemie • Kombinatorische Chemie • Kosmochemie • Lebensmittelchemie • Magnetochemie • Materialwissenschaft • Medizinische Chemie • Meereschemie • Organische Chemie • Organometallchemie • Petrochemie • Pharmakologie • Pharmazeutische Chemie • Pharmazie • Photochemie • Physikalische Chemie • Physikalische Organische Chemie • Polymerchemie • Radiochemie • Supramolekulare Chemie • Technische Chemie • Theoretische Chemie • Thermochemie • Umweltchemie • Wasserchemie
