Магистрант
  1. Физическая химия  1.1. Термодинамика  1.1.1. Законы термодинамики  1.1.2. Энтальпия и теплоемкость  1.1.3. Энтропия и свободная энергия  1.1.4. Фазовое равновесие  1.1.5. Статистическая термодинамика  1.1.6. Термодинамический цикл  1.1.7. Фугитивность и активность  1.2. Квантовая химия  1.2.1. Принципы квантовой механики  1.2.2. Уравнение Шрёдингера  1.2.3. Частица в ящике  1.2.4. Операторы и собственные значения  1.2.5. Атомные орбитали  1.2.6. Теория молекулярных орбиталей  1.2.7. Теория возмущений  1.2.8. Теория валентных связей  1.2.9. Гибридизация и химическое связывание  1.3. Химическая кинетика  1.3.1. Законы скорости и механизмы реакций  1.3.2. Теория столкновений  1.3.3. Теория переходного состояния  1.3.4. Кинетика ферментов  1.3.5. Цепные реакции и полимеризация  1.3.6. Фотохимические реакции  1.4. Statistical mechanics  1.4.1. Функции разделения  1.4.2. Молекулярные функции распределения  1.4.3. Распределение Больцмана  1.4.4. Статистика Бозе-Эйнштейна и статистика Ферми-Дирака  1.5. Спектроскопия  1.5.1. Ротационная спектроскопия  1.5.2. Вибрационная спектроскопия  1.5.3. Электронная спектроскопия  1.5.4. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  1.5.5. Масс-спектрометрия  1.5.6. Спектроскопия Рамана  1.5.7. Электронный парамагнитный резонанс  1.6. Поверхностная и коллоидная химия  1.6.1. Изотерма абсорбции  1.6.2. Поверхностное натяжение и смачиваемость  1.6.3. Коллоидная стабильность  1.6.4. Катализ  1.6.5. Эмульсии и мицеллы  1.7. Электрохимия  1.7.1. Уравнение Нернста  1.7.2. Электрохимические ячейки  1.7.3. Проводимость и подвижность  1.7.4. Война  1.7.5. Топливные элементы  1.7.6. Электролиз
  2. Organic chemistry  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Nucleophilic substitution reactions  2.1.2. Электофильные реакции присоединения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перестройки  2.1.5. Radical reactions  2.1.6. Перициклические реакции  2.2. Спектроскопия и определение структуры  2.2.1. УФ-Вид спектроскопия  2.2.2. ИК-спектроскопия  2.2.3. ЯМР-спектроскопия  2.2.4. Масс-спектрометрия  2.2.5. Рентгеновская кристаллография  2.3. Stereoscopic  2.3.1. Хиральность и оптическая активность  2.3.2. Структурный анализ  2.3.3. Геометрическая изомерия  2.3.4. Динамическая стереохимия  2.4. Органометаллическая химия  2.4.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.4.2. Реакции кросс-сочетания с использованием палладия в качестве катализатора  2.4.3. Комплексы переходных металлов  2.4.4. Металл–углеродная связь  2.5. Химия полимеров  2.5.1. Механизм полимеризации  2.5.2. Характеристики полимеров  2.5.3. Биодеградируемый полимер  2.5.4. Проводящий полимер  2.5.5. Супрамолекулярные полимеры  2.6. Медицинская химия  2.6.1. Дизайн и разработка лекарств  2.6.2. Фармакокинетика и фармакодинамика  2.6.3. Соотношения структура-активность  2.6.4. Молекулярный докинг и скрининг лекарств
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Теория кристаллического поля  3.1.2. Теория поля лигандов  3.1.3. Спектрохимический ряд  3.1.4. Хелатирование и стабильность  3.2. Органометаллическая химия  3.2.1. Металлокарбонилы  3.2.2. Катализ органометаллическими комплексами  3.2.3. Металоцены  3.3. Био-неорганическая химия  3.3.1. Металлопротеины и ферменты  3.3.2. Роль металлов в биологических системах  3.3.3. Транспорт и хранение ионов металлов  3.4. Химия твердого тела  3.4.1. Кристаллические структуры  3.4.2. Теория зон в твердых телах  3.4.3. Сверхпроводники  3.4.4. Дефекты в кристалле  3.5. Лантаноиды и актиноиды  3.5.1. Электронная конфигурация в лантанидах и актинидах  3.5.2. Координационная химия лантаноидов  3.5.3. Магнитные свойства лантаноидов
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Тонкослойная хроматография  4.2. Спектроскопические методы  4.2.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.2.2. Дифракция рентгеновских лучей  4.2.3. Спектроскопия с индуктивно связанной плазмой  4.3. Электроаналитические методы  4.3.1. Потенциометрия  4.3.2. Вольтамперометрия  4.3.3. Колометрия  4.4. Масс-спектрометрия  4.4.1. Техника ионизации  4.4.2. Фрагментационная картина  4.5. Хемометрия  4.5.1. Мультидисциплинарный анализ  4.5.2. Машинное обучение в химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярная динамика  5.1.1. Силовые поля и минимизация энергии  5.1.2. Метод Монте-Карло в симуляциях молекулярной динамики  5.2. Квантовохимические методы  5.2.1. Теория Хартри — Фока  5.2.2. Теория функционала плотности  5.2.3. Полуэмпирические методы  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.3.1. Молекулярный докинг  5.3.2. QSAR Моделирование  5.3.3. Виртуальный скрининг
  6. Биохимия  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Кинетика Михаэлиса-Ментен  6.1.2. Механизм ингибирования  6.2. Метаболизм и биоэнергетика  6.2.1. Гликолиз  6.2.2. Citric acid cycle  6.2.3. Цепь переноса электронов  6.3. Молекулярная биология  6.3.1. Репликация и восстановление ДНК  6.3.2. Синтез белка  6.3.3. Регуляция генов  6.4. Структурная биохимия  6.4.1. Свертывание белка  6.4.2. Мембранная биофизика
  7. Экологическая химия  7.1. Атмосферная химия  7.1.1. Greenhouse gases  7.1.2. Истощение озонового слоя  7.1.3. Загрязнители воздуха и дым  7.2. Химия воды  7.2.1. pH и жесткость воды  7.2.2. Очистка сточных вод  7.2.3. Аквальная Химия  7.3. Химия почвы  7.3.1. Загрязнение тяжелыми металлами  7.3.2. pH почвы и буферизация  7.3.3. Циркуляция питательных веществ  7.4. Токсикология и химическая безопасность  7.4.1. Токсикокинетика  7.4.2. Оценка риска в токсикологии и химической безопасности в экологической химии  7.4.3. Влияние загрязняющих веществ на окружающую среду

Магистрант → Теоретическая и вычислительная химия → Компьютерное проектирование лекарств ↓


Виртуальный скрининг


В области теоретической и вычислительной химии виртуальный скрининг стал важной техникой в процессе открытия лекарств. Виртуальный скрининг относится к использованию вычислительных методов для выявления потенциальных кандидатов на лекарства из больших химических библиотек. Используя компьютерные методы, ученые могут значительно сократить время и затраты, связанные с экспериментальными методами скрининга.

Введение в виртуальный скрининг

Виртуальный скрининг действует как вычислительный фильтр, устраняя слабых кандидатов и отдавая приоритет многообещающим соединениям для экспериментальной проверки. Он использует базы данных, содержащие миллионы химических соединений, применяя вычислительные алгоритмы для предсказания, какие соединения с наибольшей вероятностью будут эффективны в лечении конкретных болезней.

Типы виртуального скрининга

В целом, виртуальный скрининг можно разделить на две категории: лиганд-основный и структура-основный. Каждый тип использует различные стратегии и техники для предсказания активности соединений.

Лиганд-основный виртуальный скрининг

Лиганд-основный виртуальный скрининг опирается на известные данные о соединениях, которые проявляют активность против определенной цели. Он использует концепцию химической схожести – соединения, похожие на известные активные вещества, скорее всего, будут проявлять аналогичную биологическую активность.

Структура-основный виртуальный скрининг

Структура-основный виртуальный скрининг использует трехмерную структуру биологических целей, часто белков, для выявления потенциальных кандидатов на лекарства. Понимая структуру цели, можно моделировать, как потенциальные лекарственные соединения могут взаимодействовать с ней.

Этапы виртуального скрининга

Процесс виртуального скрининга включает несколько основных этапов, включая выбор цели, подготовку базы данных, скрининг и валидацию.

1. Выбор цели

Важно определить правильную цель. Это может быть белок, который, как известно, играет роль в механизме болезни. Наличие его 3D структуры необходимо для структура-основного скрининга.

2. Подготовка базы данных

Подготавливается библиотека химических соединений, либо путем получения источников из существующих химических баз данных, либо путем создания виртуальных соединений с использованием методов вычислительной химии.

3. Скрининг

Скрининг включает тестирование библиотеки на наличие целей:

Лиганд-основный скрининг

- Измерения молекулярной схожести вычисляют химическую схожесть. - Фармакофорное моделирование выявляет основные характеристики активных соединений. - Модели машинного обучения предсказывают активность используя исторические данные.

Коэффициент схожести = (A ⋂ B) / (A ⋃ B)

Структура-основный скрининг

- Молекулярный докинг моделирует, как лиганд вписывается в сайт связывания белка. - Функции оценки предсказывают аффинность связывания. - Молекулярная динамика симулирует стабильность комплекса белок-лиганд.

Оценка = ∑ (взаимодействующие элементы)

4. Верификация

Валидация - это процесс подтверждения того, что тестируемые соединения действительно могут взаимодействовать с целью желаемым образом. Это часто включает: - перекрестную валидацию - ретроспективную валидацию с известными наборами данных - валидацию вслепую с неизвестными соединениями

Преимущества виртуального скрининга

  • Экономическая эффективность: снижает необходимость в дорогих экспериментальных процедурах.
  • Эффективность: быстрое обработка миллионов соединений.
  • Гибкость: применимость к широкому спектру целей и библиотек соединений.

Проблемы и ограничения

Несмотря на свои преимущества, виртуальный скрининг имеет свои ограничения: - Зависимость от данных: прогнозы сильно зависят от качества входных данных. - Вычислительная сложность: требует значительных вычислительных ресурсов. - Ложно-положительные/отрицательные: Возможность ошибок в прогнозах, что делает экспериментальное сопровождение дорогим.

Направления развития

Достижения в области искусственного интеллекта и машинного обучения обещают усовершенствовать методы виртуального скрининга, повышая их точность и эффективность. Интеграция с более продвинутыми функциями оценки и включение более разнообразных биологических данных также могут повысить прогнозирующую мощность.

Заключение

Виртуальный скрининг - это трансформационный инструмент в компьютерном дизайне лекарств, который позволяет исследователям эффективно просматривать обширные библиотеки для поиска многообещающих кандидатов на лекарства. Его дальнейшее развитие вместе с технологическими достижениями будет еще больше улучшать процессы поиска лекарств, в конечном итоге ускоряя разработку новых терапевтических средств.


Магистрант → 5.3.3


U
username
0%
завершено в Магистрант

← Предыдущий (5.3.2)
QSAR Моделирование
Следующий (6) →
Биохимия

Комментарии 



Виртуальный скрининг

https://www.chemistryelite.com/g/5.3.3?ceal=ru