Chemical database
रासायनिक डेटाबेस एक डेटाबेस है जिसे विशेष रूप से रासायनिक जानकारी को संग्रहीत करने के लिए बनाया गया है। यह जानकारी रासायनिक और क्रिस्टल संरचनाओं, स्पेक्ट्रा, प्रतिक्रियाओं और संश्लेषण और थर्मोफिजिकल डेटा के बारे में है। रासायनिक डेटाबेस के प्रकार बायोएक्टिविटी डेटाबेस बायोएक्टिविटी डेटाबेस संरचनाओं या अन्य रासायनिक जानकारी को साहित्य, पेटेंट और स्क्रीनिंग कार्यक्रमों में बायोअस्से से लिए गए बायोएक्टिविटी परिणामों से संबंधित करते हैं। रासायनिक संरचनाएँ रासायनिक संरचनाओं को पारंपरिक रूप से परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधनों को इंगित करने वाली रेखाओं का उपयोग करके दर्शाया जाता है और कागज पर खींचा जाता है (2 डी संरचनात्मक सूत्र)। जबकि ये रसायनज्ञ के लिए आदर्श दृश्य प्रतिनिधित्व हैं, वे कम्प्यूटेशनल उपयोग के लिए और विशेष रूप से खोज और भंडारण के लिए अनुपयुक्त हैं। छोटे अणुओं (जिन्हें दवा डिजाइन अनुप्रयोगों में लिगेंड भी कहा जाता है) को आमतौर पर परमाणुओं की सूचियों और उनके कनेक्शन का उपयोग करके दर्शाया जाता है। हालाँकि प्रोटीन जैसे बड़े अणुओं को उनके अमीनो एसिड निर्माण खंडों के अनुक्रमों का उपयोग करके अधिक सघन रूप से दर्शाया जाता है। संरचनाओं के लिए बड़े रासायनिक डेटाबेस से भौतिक स्मृति के टेराबाइट लेने वाले लाखों अणुओं पर जानकारी के भंडारण और खोज को संभालने की उम्मीद है। साहित्य डेटाबेस रासायनिक साहित्य डेटाबेस संरचनाओं या अन्य रासायनिक जानकारी को प्रासंगिक संदर्भों जैसे कि शैक्षणिक पत्र या पेटेंट से संबंधित करते हैं। इस प्रकार के डेटाबेस में एसटीएन, साइफाइंडर और रिएक्सिस शामिल हैं। साहित्य के लिंक भी कई डेटाबेस में शामिल हैं जो रासायनिक लक्षण वर्णन पर ध्यान केंद्रित करते हैं। क्रिस्टलोग्राफिक डेटाबेस क्रिस्टलोग्राफिक डेटाबेस एक्स-रे क्रिस्टल संरचना डेटा संग्रहीत करते हैं। सामान्य उदाहरणों में प्रोटीन डेटा बैंक और कैम्ब्रिज स्ट्रक्चरल डेटाबेस शामिल हैं। एन. एम. आर. स्पेक्ट्रा डेटाबेस एन. एम. आर. स्पेक्ट्रा डेटाबेस एन. एम. आर. डेटा के साथ रासायनिक संरचना को सहसंबंधित करते हैं। इन डेटाबेस में अक्सर एफ. टी. आई. आर. और मास स्पेक्ट्रोमेट्री जैसे अन्य लक्षण वर्णन डेटा शामिल होते हैं। प्रतिक्रिया डेटाबेस अधिकांश रासायनिक डेटाबेस स्थिर अणुओं पर जानकारी संग्रहीत करते हैं लेकिन प्रतिक्रियाओं के लिए डेटाबेस में मध्यवर्ती और अस्थायी रूप से बनाए गए अस्थिर अणु भी संग्रहीत किए जाते हैं। प्रतिक्रिया डेटाबेस में उत्पादों, शिक्षाओं और प्रतिक्रिया तंत्र के बारे में जानकारी होती है। थर्मोफिजिकल डेटाबेस थर्मोफिजिकल डेटा वाष्प-तरल संतुलन, तरल पदार्थों में गैसों की घुलनशीलता, ठोस पदार्थों में तरल पदार्थ (एस. एल. ई.), मिश्रण की गर्मी, वाष्पीकरण और संलयन सहित चरण संतुलन के बारे में जानकारी है। ऊष्मा क्षमता, गठन और दहन की ऊष्मा, चिपचिपाहट और तापीय चालकता जैसे परिवहन गुण रासायनिक संरचना प्रतिनिधित्व डिजिटल डेटाबेस में रासायनिक संरचनाओं का प्रतिनिधित्व करने के लिए दो प्रमुख तकनीकें हैं बंधन (किनारों) और परमाणु विशेषताओं (नोड्स) पर अतिरिक्त जानकारी के साथ कनेक्शन टेबल/निकटता मैट्रिक्स/सूचियों के रूप में, जैसे किः एम. डी. एल. मोलफाइल, पी. डी. बी., सी. एम. एल. गहराई पहले या चौड़ाई पहले ट्रेवर्सल पर आधारित एक रैखिक स्ट्रिंग संकेतन के रूप में, जैसे किः स्माइल्स/एस. एम. ए. आर. टी. एस., एस. एल. एन., डब्ल्यू. एल. एन., आई. एन. सी. एच. आई. इन दृष्टिकोणों को परिष्कृत किया गया है ताकि स्टीरियोकेमिकल अंतर और आवेशों के प्रतिनिधित्व के साथ-साथ विशेष प्रकार के बंधन जैसे कि कार्बनिक-धातु यौगिकों में देखे जा सकें। कंप्यूटर प्रतिनिधित्व का प्रमुख लाभ भंडारण में वृद्धि और तेज, लचीली खोज की संभावना है। खोज उप-संरचना रसायनशास्त्री संरचनाओं के कुछ हिस्सों, उनके आई. यू. पी. ए. सी. नामों के कुछ हिस्सों के साथ-साथ गुणों पर बाधाओं के आधार पर डेटाबेस की खोज कर सकते हैं। रासायनिक डेटाबेस उप-संरचना खोज के लिए अपने समर्थन में अन्य सामान्य उद्देश्य डेटाबेस से विशेष रूप से अलग हैं। इस तरह की खोज सबग्राफ आइसोमोर्फिज्म (कभी-कभी इसे मोनोमोर्फिज्म भी कहा जाता है) की खोज करके प्राप्त की जाती है और यह ग्राफ सिद्धांत का व्यापक रूप से अध्ययन किया गया अनुप्रयोग है। खोज के लिए एल्गोरिदम कम्प्यूटेशनल रूप से गहन होते हैं, जो अक्सर ओ (एन3) या ओ (एन4) समय जटिलता के होते हैं (जहां एन शामिल परमाणुओं की संख्या है)। खोज के गहन घटक को परमाणु-दर-परमाणु-खोज (ए. बी. ए. एस.) कहा जाता है, जिसमें लक्ष्य अणु के साथ खोज उप-संरचना परमाणुओं और बंधनों का मानचित्रण किया जाता है। ए. बी. ए. एस. खोज आमतौर पर उलमैन एल्गोरिदम या इसके बदलावों का उपयोग करती है (यानी। एस. एम. एस. डी)। स्पीडअप समय परिशोधन द्वारा प्राप्त किए जाते हैं, यानी खोज कार्यों पर कुछ समय पूर्व संगणित जानकारी का उपयोग करके बचाया जाता है। इस पूर्व-संगणना में आम तौर पर आणविक टुकड़ों की उपस्थिति या अनुपस्थिति का प्रतिनिधित्व करने वाले बिटस्ट्रिंग का निर्माण शामिल होता है। खोज संरचना में मौजूद टुकड़ों को देखकर लक्ष्य अणुओं के साथ ए. बी. ए. एस. की तुलना की आवश्यकता को समाप्त करना संभव है, जिनके पास खोज संरचना में मौजूद टुकड़े नहीं हैं। इस उन्मूलन को जाँच कहा जाता है (दवा-खोज में उपयोग की जाने वाली जाँच प्रक्रियाओं के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए)। इन अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले बिट-स्ट्रिंग्स को संरचनात्मक-कुंजी भी कहा जाता है। ऐसी कुंजियों का प्रदर्शन कुंजियों के निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले टुकड़ों के चयन और डेटाबेस अणुओं में उनकी उपस्थिति की संभावना पर निर्भर करता है। एक अन्य प्रकार की कुंजी कम्प्यूटेशनल रूप से प्राप्त टुकड़ों के आधार पर हैश-कोड का उपयोग करती है। इन्हें 'उंगलियों के निशान' कहा जाता है, हालांकि इस शब्द का उपयोग कभी-कभी संरचनात्मक-कुंजी के पर्याय के रूप में किया जाता है। इन संरचनात्मक-कुंजी और उंगलियों के निशान को संग्रहीत करने के लिए आवश्यक स्मृति की मात्रा को 'तह' द्वारा कम किया जा सकता है, जिसे बिटवाइज-संचालन का उपयोग करके कुंजी के कुछ हिस्सों को मिलाकर प्राप्त किया जाता है और इस तरह समग्र लंबाई को कम किया जाता है। संरचना अणुओं की 3डी संरचना का मिलान करके या स्थानिक बाधाओं को निर्दिष्ट करके खोज एक और विशेषता है जो विशेष रूप से दवा डिजाइन में उपयोग की जाती है। इस तरह की खोज कम्प्यूटेशनल रूप से बहुत महंगी हो सकती है। कई अनुमानित विधियों का प्रस्ताव किया गया है, उदाहरण के लिए बी. सी. यू. टी. एस., विशेष कार्य प्रतिनिधित्व, जड़ता के क्षण, किरण-अनुरेखण हिस्टोग्राम, अधिकतम दूरी हिस्टोग्राम, आकार बहुध्रुव। संश्लेषित और आभासी रसायनों के गीगा खोज डेटाबेस हर साल बड़े होते जा रहे हैं, इसलिए उन्हें कुशलता से खनन करने की क्षमता दवा खोज परियोजनाओं के लिए महत्वपूर्ण है। मोलसॉफ्ट की मोलकार्ट गीगा खोज (http://www.molsoft.com/giga-search.html) अरबों रसायनों की उप-संरचना खोज के लिए डिज़ाइन की गई पहली विधि है। अणुओं के उनकी संरचना से परे सभी गुणों को भौतिक-रासायनिक या औषधीय विशेषताओं में विभाजित किया जा सकता है जिन्हें डिस्क्रिप्टर भी कहा जाता है। उसके ऊपर, अणुओं के लिए विभिन्न कृत्रिम और कमोबेश मानकीकृत नामकरण प्रणालियाँ मौजूद हैं जो कमोबेश अस्पष्ट नामों और पर्यायवाची शब्दों की आपूर्ति करती हैं। आई. यू. पी. ए. सी. नाम आमतौर पर मानव-पठनीय और अद्वितीय स्ट्रिंग दोनों में अणु की संरचना का प्रतिनिधित्व करने के लिए एक अच्छा विकल्प है, हालांकि यह बड़े अणुओं के लिए भारी हो जाता है। दूसरी ओर तुच्छ नाम समानार्थक और समानार्थक शब्दों से भरे हुए हैं और इसलिए एक परिभाषित डेटाबेस कुंजी के रूप में एक खराब विकल्प हैं। जबकि भौतिक-रासायनिक विवरणक जैसे आणविक भार, (आंशिक) आवेश, घुलनशीलता आदि। ज्यादातर सीधे अणु की संरचना के आधार पर गणना की जा सकती है, औषधीय विवरणकों को केवल अप्रत्यक्ष रूप से शामिल बहुभिन्नरूपी सांख्यिकी या प्रयोगात्मक (स्क्रीनिंग, जैव मूल्यांकन) परिणामों का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है। उन सभी विवरणकों को कम्प्यूटेशनल प्रयास के कारणों से अणु के प्रतिनिधित्व के साथ संग्रहीत किया जा सकता है और आमतौर पर होते हैं। समानता आणविक समानता की कोई एकल परिभाषा नहीं है, हालांकि अवधारणा को अनुप्रयोग के अनुसार परिभाषित किया जा सकता है और अक्सर डिस्क्रिप्टर स्पेस में दूरी के माप के व्युत्क्रम के रूप में वर्णित किया जाता है। उदाहरण के लिए दो अणुओं को अधिक समान माना जा सकता है यदि आणविक भार में उनका अंतर दूसरों की तुलना में कम हो। एक बहु-प्रकार दूरी माप का उत्पादन करने के लिए कई अन्य उपायों को जोड़ा जा सकता है। दूरी के उपायों को अक्सर यूक्लिडियन उपायों और गैर-यूक्लिडियन उपायों में वर्गीकृत किया जाता है जो इस बात पर निर्भर करता है कि त्रिभुज असमानता है या नहीं। मैक्सिमम कॉमन सबग्राफ (एम. सी. एस.) आधारित उप-संरचना खोज (समानता या दूरी माप) भी बहुत आम है। एमसीएस का उपयोग अणुओं को मारकर दवा जैसे यौगिकों की जांच के लिए भी किया जाता है, जो सामान्य उपग्राफ (उप-संरचना) साझा करते हैं। डेटाबेस में रसायनों को समानताओं के आधार पर 'समान' अणुओं के समूहों में क्लस्टर किया जा सकता है। पदानुक्रमित और गैर-पदानुक्रमित क्लस्टरिंग दृष्टिकोण दोनों को कई विशेषताओं वाली रासायनिक संस्थाओं पर लागू किया जा सकता है। इन विशेषताओं या आणविक गुणों को या तो अनुभवजन्य या कम्प्यूटेशनल रूप से व्युत्पन्न वर्णनकर्ताओं द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। सबसे लोकप्रिय क्लस्टरिंग दृष्टिकोणों में से एक जार्विस-पैट्रिक एल्गोरिदम है। औषधीय रूप से उन्मुख रासायनिक भंडारों में, समानता को आमतौर पर यौगिकों (ए. डी. एम. ई./टॉक्स) के जैविक प्रभावों के संदर्भ में परिभाषित किया जाता है जिन्हें क्यू. एस. ए. आर. विधियों का उपयोग करके भौतिक-रासायनिक विवरणकों के समान संयोजनों से अर्ध-स्वचालित रूप से अनुमान लगाया जा सकता है। रासायनिक यौगिकों पर अद्वितीय अभिलेख बनाए रखने के लिए पंजीकरण प्रणाली डेटाबेस प्रणाली को पंजीकरण प्रणाली कहा जाता है। इनका उपयोग अक्सर रासायनिक अनुक्रमण, पेटेंट प्रणाली और औद्योगिक डेटाबेस के लिए किया जाता है। पंजीकरण प्रणाली आमतौर पर अद्वितीय अभ्यावेदन के उपयोग के माध्यम से डेटाबेस में दर्शाए गए रसायन की विशिष्टता को लागू करती है। स्ट्रिंगीफाइड नोटेशन की पीढ़ी के लिए वरीयता के नियमों को लागू करके, कोई भी 'कैनॉनिकल स्माइल्स' जैसे अद्वितीय/'कैनॉनिकल' स्ट्रिंग प्रतिनिधित्व प्राप्त कर सकता है। सी. ए. एस. प्रणाली जैसी कुछ पंजीकरण प्रणालियाँ समान उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए अद्वितीय हैश कोड उत्पन्न करने के लिए एल्गोरिदम का उपयोग करती हैं। एक पंजीकरण प्रणाली और एक सरल रासायनिक डेटाबेस के बीच एक प्रमुख अंतर उस चीज़ का सटीक प्रतिनिधित्व करने की क्षमता है जो ज्ञात, अज्ञात और आंशिक रूप से ज्ञात है। उदाहरण के लिए, एक रासायनिक डेटाबेस एक अणु को अनिर्दिष्ट स्टीरियोकेमिस्ट्री के साथ संग्रहीत कर सकता है, जबकि एक रासायनिक रजिस्ट्री प्रणाली के लिए पंजीयक को यह निर्दिष्ट करने की आवश्यकता होती है कि क्या स्टीरियो विन्यास अज्ञात है, एक विशिष्ट (ज्ञात) मिश्रण है, या रेसमिक है। रासायनिक रजिस्ट्री प्रणाली में इनमें से प्रत्येक को एक अलग रिकॉर्ड माना जाएगा। रसायनों में हैलोजन आयनों में अंतर जैसे तुच्छ अंतरों पर विचार करने से बचने के लिए पंजीकरण प्रणाली अणुओं को पूर्व-संसाधित करती है। एक उदाहरण रासायनिक सार सेवा (सी. ए. एस.) पंजीकरण प्रणाली है। सीएएस रजिस्ट्री संख्या भी देखें। रासायनिक कार्ट्रिज एकॉर्ड की सूची डायरेक्ट जे केम कैम्ब्रिजसॉफ्ट बिंगो पिनप्वाइंट रासायनिक पंजीकरण प्रणालियों की सूची केमरेग रजिस्टर रेगमोल यौगिक-पंजीकरण एन्सेम्बल वेब-आधारित उपकरण कम्प्यूटेशनल अभ्यावेदन को आमतौर पर डेटा के चित्रमय प्रदर्शन द्वारा रसायनज्ञों के लिए पारदर्शी बनाया जाता है। रासायनिक संरचना संपादकों के उपयोग के माध्यम से डेटा प्रविष्टि को भी सरल बनाया गया है। ये संपादक आंतरिक रूप से ग्राफिकल डेटा को कम्प्यूटेशनल अभ्यावेदन में परिवर्तित करते हैं। प्रतिनिधित्व के विभिन्न प्रारूपों के अंतःपरिवर्तन के लिए कई एल्गोरिदम भी हैं। रूपांतरण के लिए एक ओपन-सोर्स उपयोगिता ओपनबेबल है। इन खोज और रूपांतरण एल्गोरिदम को या तो डेटाबेस प्रणाली के भीतर ही लागू किया जाता है या जैसा कि अब प्रवृत्ति को बाहरी घटकों के रूप में लागू किया जाता है जो मानक संबंधपरक डेटाबेस प्रणालियों में फिट होते हैं। ओरेकल और पोस्टग्रेएसक्यूएल दोनों आधारित प्रणालियाँ कार्ट्रिज तकनीक का उपयोग करती हैं जो उपयोगकर्ता को परिभाषित डेटा प्रकारों की अनुमति देती हैं। ये उपयोगकर्ता को रासायनिक खोज स्थितियों के साथ एस. क्यू. एल. प्रश्न करने की अनुमति देते हैं (उदाहरण के लिए, एक स्माइलस्कोल कॉलम में एक स्माइल्स स्ट्रिंग के रूप में दर्शाए गए उनकी संरचना में एक फिनाइल रिंग वाले रिकॉर्ड को खोजने के लिए एक क्वेरी हो सकती है सेलेक्ट * फ्रॉम चेमटेबल व्हेयर SMILESCOL.CONTAINS ('सी1सीसीसीसी1') आई. यू. पी. ए. सी. नामों को संरचना प्रतिनिधित्व में परिवर्तित करने के लिए एल्गोरिदम और इसके विपरीत पाठ से संरचनात्मक जानकारी निकालने के लिए भी उपयोग किया जाता है। हालाँकि, आई. यू. पी. ए. सी. की कई बोलियों के अस्तित्व के कारण कठिनाइयाँ हैं। एक अद्वितीय आई. यू. पी. ए. सी. मानक स्थापित करने के लिए काम चल रहा है (आई. एन. सी. एच. आई. देखें)। जैविक डेटाबेस बेलस्टीन डेटाबेस और डॉर्टमुंड डेटा बैंक बाइंडिंगडीबी चेबी चेम्बल केमिस्चेज़ ज़ेंट्रलब्लैट स्ट्रक्चरल डेटाबेस केमस्पाइडर कोलैबोरेटिव ड्रग डिस्कवरी कम्पेरेटिव टॉक्सिकोजेनोमिक्स डेटाबेस कम्प्यूटेशनल केमिस्ट्री लिस्ट ड्रगबैंक रासायनिक डेटाबेस की सूची आणविक यांत्रिकी मॉडलिंग के लिए सॉफ्टवेयर की सूची एलओएलआई डेटाबेस एनएमआर स्पेक्ट्रा डेटाबेस पबचेम एसपीआरईएसआई डेटाबेस कोलोकलाइज़ेशन बेंचमार्क स्रोत कम्प्यूटेशनल केमिस्ट्री केमिनफॉर्मेटिक्स संदर्भ