化学信息学（ 第二版） 教学课件 作者 陈明旦谭凯 编著 Ch1.pdfVIP

第一章 化学信息概论 第一节 化学信息与化学信息学 一、化学信息学的产生和发展 二、化学信息学的研究领域 三、信息资源检索的意义与作用 四、化学信息学的课程内容 化学信息学的产生和发展 化学信息学的产生和发展 化学是实验性学科学科，目前的理论化学研究无法处理复杂的化 学问题 ，化学家要充分利用大量的化学信息和化学知识，经过 实验、数据分析、建模、再实验、再验证的不断完善的过程，将 化学实验信息提升为理性的化学知识。 计算机与网络技术的发展，化学研究发展了许多新的实验方法， 从而得到了大量的实验数据。目前已知的化合物超过4千多万 。 化学信息量的快速增长，信息的急剧膨胀与有限的学习时间及吸 收能力形成了巨大的矛盾，反过来又要求使用计算机和网络对海 量信息进行高速和精确的处理和利用，以达到产生和处理的相对 平衡。 化学信息的收集、处理、管理和利用，必不可少地要借助具有高 效和共享性的计算机和网络。 数据统计 数据统计 截止1999年12月31 日，美国化学文摘登记的分子、 化合物和物相数目已超过23,000,000种，但有百年历史 Merck Index ，12th Ed.(1996)，收录的分子和化合物只有 10,330种，占0.05% ，从最大的试剂商店和药房能买到的 药品和试剂不超过10,000种。 所以目前在起作用（为人类服务和为非作歹）的分 子和化合物不到0.05% ，而其中有突出贡献的更不到 0.001% 。 99.9%以上的分子深藏在文献库中。 化学信息学的定义 化学信息学的定义 化学信息学是信息科学与化学的交叉学科。 • K. Brown 定义为：“化学信息学是将数据转化为信息和信 息提升为知识的总称，其主要目的是在药物先导化合物的 辨认及优化领域做出快速决定” 。 • 李梦龙等人认为：“化学信息学是利用计算机和计算机网 络技术，对化学信息进行表示、管理、分析、模拟和传 播，实现化学信息的提取、转化与共享，揭示化学信息的 内在实质与内在联系的学科”。 • G. Paris 的定义：“化学信息学是一个一般的术语，它包括 化学信息的设计、建立、组织、管理、检索、分析、判 别、可视化及使用”。 • J. Gasteiger 的通用的定义：“化学信息学是应用信息学方 法解决化学问题的学科”。 。 化学信息学的研究领域 化学信息学的研究领域 化学信息学应用现代信息技术构建信息处理系统，用于 处理长期的积累的大量的化学信息资源，帮助化学家组织、 分析和理解已知的科学数据，正确地预测化学物质的性质， 开发新化合物、材料和方法。另外，化学信息学的研究，涉 及分子模拟、化学结构的编码、检索、化学数据的可视化等 研究领域。 化学信息主要来自于由实验测量或理论计算的数据的组 合。这些数据包括化合物的物理、化学性质、成分、结构信 息和光谱图形等。化学信息经过收集、浓缩、提取和推论才 能提升成为化学知识。 广义上说，使用信息学方法处理上述化学基本问题都是 化学信息学研究领域。换言之，化学信息学所涉及的研究领 域为：应用计算机科学方法或信息学解决化学问题，对化学 信息进行有效的存储、操作和处理，使化学信息合理地提升 为化学知识。 化学信息学的研究领域（续） 化学信息学的研究领域（续） 化学是研究化学物、化合物性质和化合物转换的学 科。化合物和化学反应是化学的二个主要研究对象， 对化合物的研究是静态，而对化学反应的研究是动 态。 化合物的性质与化学结构是密切相关的，构效关系。 生物信息学的主要研究集中于基因和蛋白质。在传统 上，化学信息学以小分子或中等分子（含数百或上千 个原子）为研究对象，而生物信息学的研究对象是更 大的分子。生物信息学可为新药开发提供识别蛋白质 目标，而药物是小分子化合物，化学信息学方法可用 于开发出新的先导结构并优化可能的新药。