Chemoinformatics: a history

Abstract

This paper gives a brief history of the development of chemoinformatics since the first studies in the late 1950s and early 1960s of methods for searching databases of chemical molecules and for predicting their biological and chemical properties. Topics, and associated key papers, that are discussed include: structure, substructure, and similarity searching; the processing of generic chemical structures and of chemical reactions; chemical expert systems; the identification of qualitative and quantitative structure–activity relationships in both two and three dimensions; pharmacophore analysis; ligand–protein docking; molecular diversity analysis; and drug-likeness studies. Brief mention is also made of other important areas such as computer-assisted synthesis design and computer-assisted structure elucidation. © 2011 John Wiley & Sons, Ltd. WIREs Comput Mol Sci 2011 1 46-56 DOI: 10.1002/wcms.

Technical advances in molecular simulation since the 1980s

“…The last three decades have witnessed a vast increase in computer power that has revolutionized computational science and spurred innovation in molecular simulation and neighboring fields, such as bioinformatics [91] and chemoinformatics [92]. The impact of these developments has been huge, so much so that modeling and simulation are now an essential complement to experiment and theory in the scientific endeavor.…”

A note on utilising binary features as ligand descriptors

“…It is common practice nowadays to assume that the L relevant chemical structure features of the ligand can be encoded as a binary “vector” of 1’s and 0’s denoting presence (1) and absence (0) of these features—i.e., [10]. In practice, state-of-the-art feature selection techniques [3, 5] that are based on information theory are used to quantify the level of association between the features and the bioactivity.…”

Quimioinformática: Uma Introdução

“…Nesse intervalo, várias áreas que hoje compõem a quimioinformática foram se consolidando como (i) representação, visualização, manipulação e processamento de estruturas químicas, (ii) organização de bases de dados de estruturas químicas e (iii) estudos das relações quantitativas entre estrutura e atividade/propriedade (QSAR/QSPR, do inglês, quantitative structure-activity/property relationships). 5 O campo da quimioinformática evoluiu bastante, passando de aspectos práticos e técnicas de representação, manipulação e processamento de estruturas químicas individuais até o seu papel primordial na atualidade: exploração de bases de dados químicas e descoberta de novos compostos com atividade e/ou propriedade desejadas. Ao se explorar bases de dados é possível extrair várias informações que auxiliam na compreensão do comportamento de determinado grupo de compostos e é possível gerar modelos computacionais que são utilizados para predizer a atividade de moléculas que carecem de dados experimentais, ou seja, dados de ensaios in vitro e in vivo.…”

“…Atualmente, modelos de QSAR/QSPR são gerados usando milhares de compostos e descritores moleculares, aplicando-se os mais variáveis algoritmos computacionais. 10 É importante ressaltar que a quimioinformática está altamente relacionada e comumente converge com outras subáreas da química que trabalham com computadores, 11 como a química computacional, 5 que aplica de métodos de química teórica para se calcular a estrutura e propriedades de moléculas; a modelagem molecular, 12 que usa gráficos 3D e técnicas de otimização para ajudar a compreender a natureza e ação de compostos químicos e proteínas; e o planejamento de fármacos auxiliado por computador, 13 que diz respeito ao uso de técnicas computacionais para auxiliar na descoberta e planejamento de novas moléculas bioativas.…”