Pokročilá
chemoinformatika
Úvodní přednáška
únor 2015
Harmonogram
•  Pondělí
•  9.00 - 9.20 
 
Úvodní přednáška
•  9.20 - 10.30 
 
Základní znalosti
•  10.30 - 10.40 
 
Přestávka
•  10.40 - 11.20 
 
Jak zatočit s bolestí
•  11.20 - 13.00 
 
Molekulové dokování
•  13.00 - 14.00 
 
Oběd
•  14.00 - 14.30 
 
Prohlídka
2
Chemoinformatika
•  “The use information technology and management has become a
critical part of the drug discovery process. Chemoinformatics is the
mixing of those information resources to transform data into
information and information into knowledge for the intended purpose
of making better decisions faster in the area of drug lead identification
and organisation.”#
K. Brown, Annual Reports in Medicinal Chemistry 1998
•  “Chemoinformatics - A new name for an old problem.”#
M. Hann, R. Green, Current Opinion in Chemical Biology 1999
•  “The application of informatics methods to solve chemical problems.”#
Chemoinformatics: Johann Gasteiger, Thomas Engel (Eds.) 2003
3
–Johann Gasteiger!
Definice chemoinformatiky:
“Využití informatických metod na řešení
chemického problému.”
4
Co může být chemický problém?
•  výpočet koncentrace roztoku, molekulové hmotnosti,
vyčíslení rovnice reakce, …, obrázek nebo vzorec látky
•  chceme látku s určitou vlastnosti nebo aktivitou
•  máme vymyšlenou strukturu, jak ji vyrobit?
•  jak reakce dopadne nebo jak se stane s látka v prostředí?
QSPR model#
QSAR
vlastnost
 struktura
návrh reakce/syntézy
struktura
 výchozí látka
reakce
 objasnění struktury
 produkt
5
Jak to funguje?
•  učení logickou indukcí

 
 
vs.
•  učení dedukcí
experiment
model
predikce
6
Hot topics
•  Drug design
•  Virtuální screening
•  Molekulové dokování
•  Reprezentace a vizualizace chemického prostoru
•  Databáze a nástroje
Drug design
IDENTIFIKACE*NEMOCI*
VÝZKUM*METABOLICKÝCH*DRAH*
VÝBĚR*CÍLOVÉHO*PROTEINU* 3D*STRUKTURA*
OBJEVOVÁNÍ*
CÍLE*
TARGET*
DISCOVERY*
SKRÍNING*
VIRTUÁLNÍ*SKRÍNING* HTS*
VIRTUÁLNÍ*KNIHOVNA*
MOLEKUL*
KNIHOVNA*
SYNTETIZOVANÝCH*LÁTEK*
OBJEVOVÁNÍ*
ÚČINNÉ*LÁTKY*
DRUG*
DISCOVERY*
“LEADS”*
LÁTKY*VYKAZUJÍCÍ*AKTIVITU*
Co potřebujeme znát?
Nemoc
hledání
biochemických
drah
Protein + databáze molekul
skríning
“Leads”
9
Proč kombinace?
bioinformatika
chemoinformatika
gen
organická molekula
 protein
léčivo
10
Chemoinformatika
•  malé molekuly#

•  “zrychlení”, zefektivění a
zlevnění výzkumu a
vývoje nových léčiv
•  primárně ve
farmaceutickém
průmyslu#

Bioinformatika
•  velké biomolekuly,
sekvence
•  potřeba zpracování
obrovského množství
dat ze sekvenátorů
•  primárně ve výzkumu
11
Farmaceutický výzkum
•  Kolik stojí uvedení jednoho léku na trh?
•  Jak dlouho to trvá?
•  Kolik máme fází klinického testování?
•  Jak farmaceutické firmy chrání svoje léky a jak dlouho je
mohou takto chránit?
•  Co jsou to generická léčiva?
Farmaceutický výzkum
Úkol
1.  Vyhledejte nějaký software pro chemoinformatické účely.
2.  Vyhledejte licenci, popřípadě cenu tohoto softwaru.
3.  Vyberte jednu z následujících nemocí a zkuste dohledat
potenciální léčiva, cílové proteiny a mechanismy účinků.
a)  bolest
b)  Alzheimerova nemoc