第12章 结构信息与QSAR
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1. 拓扑描述符：反映分子中原子及化学键的类型、数 目及其在二维空间的连接关系。常用的拓扑指数有分子连 接性指数、Randic分枝指数、Winer指数等，可用一些程序， 例如TOPIX来计算。
2. 几何描述符: 反映分子三维结构的几何特征，例如分子 体积、分子表面积、分子立体参数等。许多计算化学程序可 给出这类参数，例如
Geneva大学-电子顺磁共振网站
美国国家标准与技术研究院（NIST）物理实验室
物理化学参数
Cambridgesoft公司网络服务 CS Finder
化合物的分子结构、分子量、熔点、沸点、密度、溶解度等 数据。
马萨诸塞大学-Auerbach组
计算化学与材料化学
中国材料公布板
分子研究协会
主要内容为计算机辅助药物设计与毒性 鉴定、计算，实验生物化学与医药学。
1. 通用资源搜索引擎
通用资源搜索引擎很多，多数已为人们熟知。例如 百度 Google Yahoo . Yahoo. com／science／chemistry lnfoSeek . infoseek. com AltaVista . altavista.digital. com Excite . excite. com Lycos . lycos. com …
第12章目录
12.1 结构与物性数据的采掘 12.1.1 QSAR中常用的结构参数及理论计算 12.1.2 Internet上的结构化学信息资源
12.2 2D-QSAR 12.2.1 多元线性回归 12.2.2 模式识别方法 12.2.3 人工神经网络 12.2.4 支持向量机简介
12.3 3D-QSAR：CoMFA和CoMSIA 12.4 3D以上的QSAR简介
构效关系（或构性关系）研究是用某些数学方法将结构 参数与活性（或物性）数据关联起来：
结构参数
QSAR/QSPR
物性
这种关系可以看做是下列循环中的一部分：
结构
合成
物性
应用
12.1.1 QSAR中常用的结构参数及理论计算
对一个具体问题，QSAR研究选择哪些结构参数，往往 是成败的关键。结构参数也称为变量、特征或描述符。常 用的有以下几类：
美国矿物学家晶体结构数据库
矿物结构数据库
矿物的晶体结构参数和衍射资料，可由化学式首字母、晶体结构等检索.
矿物数据库
沸石结构数据库
晶体学免费数据库资源
X射线粉晶衍射数据索引
粉末法结构测定实例库
X射线应用数据库(DABAX)
SDBS有机化合物谱图库
红外光谱网站
Fiveash数据管理公司FT-IR数据库
2. 化学资源导航系统
这种导航系统非常多，仅举数例：
中国科学院化工冶金研究所计算化学开放实验室
化学信息资源导航系统ChIN(新版本)
中国科学院计算机化学开放实验室 中国科学院上海有机化学研究所
美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)化学和生物化学系
从该网站提供的链接, 可以很快找到大量的化学信息.来自百度文库
12.1 结构与物性数据的采掘
结构与物性的关系是结构化学的重要内容, 也是化学中一个带 有根本性的基础理论问题。获取所需的结构信息，并与物性数据关 联，得到定量构效关系（QSAR）或定量构性关系（QSPR），进 一步指导化学实践，这个问题涉及计算化学、化学信息学、化学计 量学等多种学科。
认识到化合物的性质与其结构相关，并可借数学来描述，是19 世纪后期的事。20世纪40年代，Hammett提出线性自由能关系, 开 QSAR研究之先河。但真正推动这种研究大规模开展的是Hansch等 人在20世纪60年代对药物分子QSAR的创造性研究，其主要目的是 减少药物合成与试验的盲目性，提高研发效率，降低研发费用。
用HyperChem计算 Aspirin分子的疏水 参数logP
5. 谱图描述符：例如，化合物某种基团中13C的NMR化 学位移, 质谱上的质荷比m／e, 振动光谱或电子光谱上的吸收 峰波数，等等。
6. 化学组成描述符：例如，某类无机物或有机物的化学 组成、某些元素含量的比值等。
……
12.1.2 Internet上的结构化学信息资源
在HyperChem中， 用菜单命令Compute > QSAR Properties…打开下 列对话框，选择要计 算的参数即可。
3. 电子描述符: 如电负性、HOMO能级、LUMO能级、 超离域度、原子电荷密度、原子半径、电荷-半径比、键 级，…。计算这些参数是量子化学最好的用武之地。
4. 理化描述符：物质的理化特征可用物理化学参数来描述，如 化合物的疏水参数、熔点、沸点、蒸气压、溶解度等，这些参数多 半是实验数据，但有些也可以计算出来。
化学结构数据库
在化学信息数据库中, 化学结构数据库占有很大的比 例。如果熟悉这些网站或数据库，不必使用搜索引擎就 可直接链接。本节摘要介绍，以供参考。
美国国家标准与技术研究院（NIST）开发: Chemistry WebBook
印第安纳大学分子结构中心
晶体结构和分子图来源
中国科学院计算机化学开放实验室
计算机辅助药物设计（CADD）自然成为十分活跃的研究 领域。
CADD依据的基本原理是受体-配体关系。按照是否已知 和利用受体的三维结构数据，CADD方法分为两类：
1. 不依赖于受体三维结构的方法。如2D的Hanch方程、 3D的CoMFA和CoMSIA等。
2. 依赖受体三维结构的方法：在已知受体三维结构的情 况下，有针对性地进行分子设计，代表性方法有Ludi、 Leapfrog、GRID、DOCK等。
动态浏览网上分子结构
当一化学数据库文件中有用多媒体网际邮件扩展(MIME)协议 表示的分子结构图形时，为了显示它就必须安装化学 MIME显示 程序。
曼彻斯特大学-结构化学部
Ponder实验室WWW服务器
主要内容为计算化学与分子模型
维也纳大学-理论化学学院
辛辛那提大学-OBR计算机辅助分子设计中心
乔治亚大学-计算量子化学中心
国际晶体学联合会
剑桥晶体结构数据中心
布鲁克海文蛋白质数据库
蛋白质、DNA、RNA、病毒、碳水化合物等生物大分子的3D结构数 据库，含原子坐标、一级序列与二级结构信息、晶体结构因子和2D –NMR 数据.
2. 几何描述符: 反映分子三维结构的几何特征，例如分子 体积、分子表面积、分子立体参数等。许多计算化学程序可 给出这类参数，例如
Geneva大学-电子顺磁共振网站
美国国家标准与技术研究院（NIST）物理实验室
物理化学参数
Cambridgesoft公司网络服务 CS Finder
化合物的分子结构、分子量、熔点、沸点、密度、溶解度等 数据。
马萨诸塞大学-Auerbach组
计算化学与材料化学
中国材料公布板
分子研究协会
主要内容为计算机辅助药物设计与毒性 鉴定、计算，实验生物化学与医药学。
1. 通用资源搜索引擎
通用资源搜索引擎很多，多数已为人们熟知。例如 百度 Google Yahoo . Yahoo. com／science／chemistry lnfoSeek . infoseek. com AltaVista . altavista.digital. com Excite . excite. com Lycos . lycos. com …
第12章目录
12.1 结构与物性数据的采掘 12.1.1 QSAR中常用的结构参数及理论计算 12.1.2 Internet上的结构化学信息资源
12.2 2D-QSAR 12.2.1 多元线性回归 12.2.2 模式识别方法 12.2.3 人工神经网络 12.2.4 支持向量机简介
12.3 3D-QSAR：CoMFA和CoMSIA 12.4 3D以上的QSAR简介
构效关系（或构性关系）研究是用某些数学方法将结构 参数与活性（或物性）数据关联起来：
结构参数
QSAR/QSPR
物性
这种关系可以看做是下列循环中的一部分：
结构
合成
物性
应用
12.1.1 QSAR中常用的结构参数及理论计算
对一个具体问题，QSAR研究选择哪些结构参数，往往 是成败的关键。结构参数也称为变量、特征或描述符。常 用的有以下几类：
美国矿物学家晶体结构数据库
矿物结构数据库
矿物的晶体结构参数和衍射资料，可由化学式首字母、晶体结构等检索.
矿物数据库
沸石结构数据库
晶体学免费数据库资源
X射线粉晶衍射数据索引
粉末法结构测定实例库
X射线应用数据库(DABAX)
SDBS有机化合物谱图库
红外光谱网站
Fiveash数据管理公司FT-IR数据库
2. 化学资源导航系统
这种导航系统非常多，仅举数例：
中国科学院化工冶金研究所计算化学开放实验室
化学信息资源导航系统ChIN(新版本)
中国科学院计算机化学开放实验室 中国科学院上海有机化学研究所
美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)化学和生物化学系
从该网站提供的链接, 可以很快找到大量的化学信息.来自百度文库
12.1 结构与物性数据的采掘
结构与物性的关系是结构化学的重要内容, 也是化学中一个带 有根本性的基础理论问题。获取所需的结构信息，并与物性数据关 联，得到定量构效关系（QSAR）或定量构性关系（QSPR），进 一步指导化学实践，这个问题涉及计算化学、化学信息学、化学计 量学等多种学科。
认识到化合物的性质与其结构相关，并可借数学来描述，是19 世纪后期的事。20世纪40年代，Hammett提出线性自由能关系, 开 QSAR研究之先河。但真正推动这种研究大规模开展的是Hansch等 人在20世纪60年代对药物分子QSAR的创造性研究，其主要目的是 减少药物合成与试验的盲目性，提高研发效率，降低研发费用。
用HyperChem计算 Aspirin分子的疏水 参数logP
5. 谱图描述符：例如，化合物某种基团中13C的NMR化 学位移, 质谱上的质荷比m／e, 振动光谱或电子光谱上的吸收 峰波数，等等。
6. 化学组成描述符：例如，某类无机物或有机物的化学 组成、某些元素含量的比值等。
……
12.1.2 Internet上的结构化学信息资源
在HyperChem中， 用菜单命令Compute > QSAR Properties…打开下 列对话框，选择要计 算的参数即可。
3. 电子描述符: 如电负性、HOMO能级、LUMO能级、 超离域度、原子电荷密度、原子半径、电荷-半径比、键 级，…。计算这些参数是量子化学最好的用武之地。
4. 理化描述符：物质的理化特征可用物理化学参数来描述，如 化合物的疏水参数、熔点、沸点、蒸气压、溶解度等，这些参数多 半是实验数据，但有些也可以计算出来。
化学结构数据库
在化学信息数据库中, 化学结构数据库占有很大的比 例。如果熟悉这些网站或数据库，不必使用搜索引擎就 可直接链接。本节摘要介绍，以供参考。
美国国家标准与技术研究院（NIST）开发: Chemistry WebBook
印第安纳大学分子结构中心
晶体结构和分子图来源
中国科学院计算机化学开放实验室
计算机辅助药物设计（CADD）自然成为十分活跃的研究 领域。
CADD依据的基本原理是受体-配体关系。按照是否已知 和利用受体的三维结构数据，CADD方法分为两类：
1. 不依赖于受体三维结构的方法。如2D的Hanch方程、 3D的CoMFA和CoMSIA等。
2. 依赖受体三维结构的方法：在已知受体三维结构的情 况下，有针对性地进行分子设计，代表性方法有Ludi、 Leapfrog、GRID、DOCK等。
动态浏览网上分子结构
当一化学数据库文件中有用多媒体网际邮件扩展(MIME)协议 表示的分子结构图形时，为了显示它就必须安装化学 MIME显示 程序。
曼彻斯特大学-结构化学部
Ponder实验室WWW服务器
主要内容为计算化学与分子模型
维也纳大学-理论化学学院
辛辛那提大学-OBR计算机辅助分子设计中心
乔治亚大学-计算量子化学中心
国际晶体学联合会
剑桥晶体结构数据中心
布鲁克海文蛋白质数据库
蛋白质、DNA、RNA、病毒、碳水化合物等生物大分子的3D结构数 据库，含原子坐标、一级序列与二级结构信息、晶体结构因子和2D –NMR 数据.