Оё шумо медонед, ки кашфи як доруи нав аз 10 то 15 сол мегирад ва миллиардҳо доллар арзиш дорад? Миқдори вақт, пул ва кӯшиши гузошташуда хеле бузург аст, аммо ин ҳама ба шарофати як фанни илмӣ бо номи химоинформатика тағйир меёбад.Ин чист ва чӣ тавр он ба кашфи доруҳои нав кӯмак мекунадҶавоб ҳамон қадар ҳаяҷоновар аст, зеро он мураккаб аст ва дар ин мақола мо онро ба таври оддӣ шарҳ медиҳем.
Химинформатика чист? Омезиши ҳаяҷонбахши химия ва илми информатика
Фаҳмидан Химинформатика чист?Тасаввур кунед, ки шумо бояд калиди беназиреро пайдо кунед, ки қулфи бениҳоят мураккабро мекушояд. Аммо калид дар байни кӯҳи даҳ миллиард калидҳои гуногун пинҳон аст. Чӣ вазифа! Оё шумо тасаввур карда метавонед, ки барои ҷустуҷӯи дастӣ ва санҷидани ҳар як калид чӣ қадар вақт ва кӯшиш лозим аст?
Хуб, саноати фармасевтӣ бо ин мушкилоти бузург рӯ ба рӯ мешавад. Қулф сафедаи бемориро ифода мекунад ва калид як молекулаи кимиёвӣ мебошад, ки метавонад ба маводи мухаддир табдил ёбад. Дар тӯли даҳсолаҳо, Коршиносон барои пайдо кардани ҳар як доруи нав системаҳои "дастӣ"-ро истифода кардаанд, маблағгузории воқеан миқдори зиёди вақт, пул ва кӯшиш.
Бозгашт ба қиёс, тасаввур кунед, ки шумо ҳоло як системаи интеллектуалӣ Он қодир аст, ки дарҳол нӯҳ аз даҳ калидро, ки мувофиқ нестанд, истисно кунад. Система инчунин ба шумо кӯмак мекунад, ки кадом калидҳо шакли ояндадорро пешгӯӣ кунед, онҳоро ҷамъ кунед ва ба дастаҳо ҷудо кунед. Аҷоиб! Дар асл, ҷодугарии химиявӣ ин аст.
Химинформатика чист? Бино ба хабари портал PubMed, 'соҳаи технологияи иттилоотӣ аст, ки ба ҷамъоварӣ, нигоҳдорӣ, таҳлил ва коркарди маълумоти кимиёвӣ тамаркуз мекунад.' Ин фанни илмӣ барои халли масъалахои мураккаби химия техникаи информатика ва илми маълумотро истифода мебарадОн пеш аз ҳама ба кашфи маводи мухаддир нигаронида шудааст, аммо инчунин дар бахшҳои гуногун (агрокимиё, хӯрокворӣ ва ғайра) барномаҳо дорад.
Ду рукни асосӣ: Маълумот ва Алгоритмҳо
Барои фаҳмидани он ки химиформатика чӣ гуна кор мекунад, мо бояд дар бораи ду ҷузъи муҳими он сӯҳбат кунем: маълумоти кимиёвӣ, аз як тараф, ва алгоритмҳо ва моделҳо, аз тарафи дигар. Охирин барои коркарди маълумотҳои кимиёвӣ ва ба ин васила ба даст овардани иттилооти муфид, ки барои оптимизатсияи таҳияи маводи мухаддир имкон медиҳад, истифода мешаванд. Барои ин, аввал бояд тамоми маълумоти марбут ба ҳар як пайвастагии кимиёвии мавҷуда рақамӣ карда шавад.
Пас, ҳамааш аз он оғоз мешавад рақамизатсияи молекулаҳоИнҳоро метавон ба таври рақамӣ бо истифода аз форматҳои махсус (ба монанди файлҳои SMILES, InChI ё SDF), ки компютер фаҳмад ва коркард кунад, муаррифӣ кард. Албатта, сухан дар бораи наќшањои оддї намеравад: ин файлњо информатсияро аз ќабили атомњо, пайвандњои онњо, сохтори сеченакаи онњо, заряди электрї, хосиятњои физикї ва ѓайра рамзгузорї мекунанд. Ин ба мављудияти базањои азиме оварда расонд, ки миллионњо молекулањои табиї ва синтетикиро нигоњ медоранд.
- Пас аз он ки пайвастагиҳои химиявӣ бо тамоми хусусиятҳои худ ба сатҳи рақамӣ оварда шаванд, ба онҳо асбобҳои ҳисоббарориро татбиқ кардан мумкин аст.
- Ин аст он чизе ки химинформатика дар бораи: ба кор бурдани маълумотҳои химиявӣ омор, омӯзиши мошинӣ, зеҳни сунъӣ, истихроҷи додаҳо ва усулҳои шинохти намуна.
- Ҳамаи ин алгоритмҳо ва моделҳо таҳлили чунин миқдори бузурги маълумотро бо ҳадафи ниҳоии таҳияи маводи мухаддир хеле суръат мебахшанд.
Чӣ тавр химинформатика ба кашфи доруҳои нав кӯмак мекунад
Асосан, он чизе ки химиформатика мекунад ҳар як марҳилаи раванди кашф ва рушди маводи мухаддирро оптимизатсия кунедҚобили зикр аст, ки ин раванд як давраи тӯлонӣ ва мураккабест, ки метавонад аз 10 то 15 сол тӯл кашад ва миллиардҳо доллар арзиш дошта бошад. Аммо қисми зиёди ин кӯшишҳо ба туфайли омезиши химия ва илмҳои компютерӣ хеле содда карда шуданд. Биёед бубинем, ки ин дар марҳилаҳои аввали рушди маводи мухаддир чӣ гуна имконпазир аст:
Марҳилаи 1: Кашф ва тадқиқот
Барои сохтани дору, аввалин коре, ки олимон анҷом медиҳанд, таҳқиқ кардани он аст, ки сабаби беморӣ чист. Дар доираи ин сабаб, Онҳо ҳадаф ё ҳадафи биологиро муайян мекунанд (масалан, сафеда ё ген), ки метавонад барои табобати беморӣ тағир дода шавад.. Дар ин лаҳза, химиформатика барои фаҳмидани он, ки ҳадаф "доруворӣ" аст, яъне агар он дорои болт (баргаштан ба ташбеҳи ибтидоӣ) ки дар он ҷорӣ кардан а калид (молекула) барои тағир додани он кӯшиш кунед.
Илова бар ин, усулҳои коркарди маълумот низ ба муайян ва сохтани молекулаҳои номзад (пайдаҳои калидҳо), ки метавонанд бо ҳадаф ҳамкорӣ кунанд. Ба чои аз чихати чисмонй санчидани миллионхо пайвастагихо, а муоинаи виртуалӣ дар базаҳои азим барои муайян кардани номзадҳои беҳтарин. Хамин тавр, он чи ки пеш аз ду-чор сол лозим буд, акнун дар муддати хеле кам ва бо сарфи камтари маблагу кувва ичро мешавад.
Марҳилаи 2: Марҳилаи пеш аз клиникӣ
Дар марҳилаи пеш аз клиникӣ пайвастагиҳои аз ҳама ояндадор муайяншуда гирифта шуда, барои арзёбии бехатарӣ ва самаранокии онҳо бодиққат омӯхта мешаванд. Ин тадқиқотҳо одатан ҳарду гузаронида мешаванд дар vitro (дар ҳуҷайраҳо ва бофтаҳо) ҳамчун дар зинда (дар ҳайвонот). Аммо, Химоинформатика имкон медиҳад, ки ҳамаи ин тадқиқотҳо тақлид карда шаванд дар силикон, яъне дар компютер, ва бо натиҷаҳо ба озмоишҳои лабораторӣ хеле монанданд. Табиист, ки ин захираю вактро сарфа намуда, ба синтези садхо вариантхои бефоида рох намедихад.
Марҳилаи 3: Марҳилаҳои озмоиши клиникӣ
Агар таҳқиқоти пеш аз клиникӣ муваффақ бошанд, пайвастагӣ ба озмоиши инсон мегузарад. Албатта, чунин пайвастагӣ метавонад дар найчаи озмоишӣ ё симулятсияи рақамӣ хеле қавӣ бошад. Аммо агар бадани инсон онро нахӯрад, заҳрнок аст ё ҷигар онро хеле зуд мубодила кунад, ин нокомии дору мешавад. Аз ин рӯ, пеш аз санҷиш дар одамон, бояд а Санҷиши пешгӯии Properties ADMET, ки адсорбсия, тақсимот, мубодилаи моддаҳо, ихроҷ ва заҳролудро чен мекунад таркиб дар бадани инсон.
Хушбахтона, Моделҳои Cheminformatics инчунин метавонанд санҷишҳои пешгӯии моликияти ADMET-ро иҷро кунандИн мумкин аст, ҳатто пеш аз озмоиши таркиб дар ҳайвонот анҷом дода шавад, то номзадҳои мушкилотро барвақт истисно кунанд. Боз ҳам, иҷрои ин симулятсияҳои рақамӣ шумораи озмоишҳои нокоми клиникӣ ва инчунин зарурати истифодаи субъектҳои санҷиширо (ва таъсири ахлоқии натиҷа) коҳиш медиҳад.
Хулоса, мо дар инсултҳои васеъ дидем, ки химоинформатика чист ва чӣ гуна он барои кашф кардани доруҳои нав кӯмак мекунад. Миқёспазирии ин фанни илмӣ хеле бузург аст., бинобар ин дар оянда натичахои боз хам бехтару хубтар интизоранд. Бо муттаҳид кардани қудрати химия бо зеҳни ҳисоббарор, тамоми олами имкониятҳо барои табобати бемориҳо зудтар, дақиқ ва сарфакорона кушода мешавад.
Аз хурдӣ ман ба ҳама чизҳои илмӣ ва технологӣ, бахусус он пешрафтҳое, ки ҳаёти моро осонтар ва гуворотар мекунанд, таваҷҷӯҳ доштам. Ман дӯст медорам, ки аз хабарҳо ва тамоюлҳои охирин огоҳ бошам ва таҷрибаҳо, ақидаҳо ва маслиҳатҳои худро дар бораи дастгоҳҳо ва гаҷетҳое, ки истифода мекунам, мубодила кунам. Ин боис шуд, ки ман каме бештар аз панҷ сол пеш нависандаи веб шавам ва асосан ба дастгоҳҳои Android ва системаҳои амалиётии Windows тамаркуз кунам. Ман омӯхтам, ки мафҳумҳои мураккабро бо ибораҳои оддӣ шарҳ диҳам, то хонандагони ман онҳоро ба осонӣ фаҳманд.