Chemical database
کیمیائی ڈیٹا بیس ایک ڈیٹا بیس ہے جو خاص طور پر کیمیائی معلومات کو ذخیرہ کرنے کے لیے بنایا گیا ہے۔ یہ معلومات کیمیائی اور کرسٹل ڈھانچے، سپیکٹر، رد عمل اور ترکیب، اور تھرمو فزیکل ڈیٹا کے بارے میں ہے۔ کیمیائی ڈیٹا بیس کی اقسام بائیو ایکٹیویٹی ڈیٹا بیس بائیو ایکٹیویٹی ڈیٹا بیس ڈھانچے یا دیگر کیمیائی معلومات کو ادب، پیٹنٹ، اور اسکریننگ پروگراموں میں بائیو اسیس سے لیے گئے بائیو ایکٹیویٹی کے نتائج سے مربوط کرتے ہیں۔ کیمیائی ڈھانچے کیمیائی ڈھانچے روایتی طور پر ایٹموں کے درمیان کیمیائی بندھن کی نشاندہی کرنے والی لکیروں کا استعمال کرتے ہوئے پیش کیے جاتے ہیں اور کاغذ پر تیار کیے جاتے ہیں (2 ڈی ساختی فارمولے)۔ اگرچہ یہ کیمسٹ کے لیے مثالی بصری نمائشیں ہیں، لیکن وہ کمپیوٹیشنل استعمال اور خاص طور پر تلاش اور ذخیرہ کرنے کے لیے موزوں نہیں ہیں۔ چھوٹے مالیکیولز (جنہیں ڈرگ ڈیزائن ایپلی کیشنز میں لگینڈ بھی کہا جاتا ہے) کی نمائندگی عام طور پر ایٹموں کی فہرستوں اور ان کے رابطوں کا استعمال کرتے ہوئے کی جاتی ہے۔ تاہم پروٹین جیسے بڑے مالیکیولز کو ان کے امینو ایسڈ بلڈنگ بلاکس کی ترتیب کا استعمال کرتے ہوئے زیادہ کمپیکٹ انداز میں پیش کیا جاتا ہے۔ توقع کی جاتی ہے کہ ڈھانچوں کے لیے بڑے کیمیائی ڈیٹا بیس جسمانی میموری کے ٹیرابائٹس لینے والے لاکھوں مالیکیولز کے ذخیرہ کرنے اور معلومات کی تلاش کو سنبھال لیں گے۔ لٹریچر ڈیٹا بیس کیمیائی ادب کے ڈیٹا بیس ڈھانچے یا دیگر کیمیائی معلومات کو متعلقہ حوالوں جیسے تعلیمی کاغذات یا پیٹنٹ سے مربوط کرتے ہیں۔ اس قسم کے ڈیٹا بیس میں ایس ٹی این، سکفائنڈر، اور ریکسس شامل ہیں۔ ادب کے لنکس بہت سے ڈیٹا بیس میں بھی شامل ہیں جو کیمیائی خصوصیت پر توجہ مرکوز کرتے ہیں۔ کرسٹلگرافک ڈیٹا بیس کرسٹلگرافک ڈیٹا بیس ایکس رے کرسٹل ڈھانچے کے ڈیٹا کو محفوظ کرتے ہیں۔ عام مثالوں میں پروٹین ڈیٹا بینک اور کیمبرج اسٹرکچرل ڈیٹا بیس شامل ہیں۔ این ایم آر سپیکٹرم ڈیٹا بیس این ایم آر سپیکٹرم ڈیٹا بیس کیمیائی ساخت کو این ایم آر ڈیٹا سے مربوط کرتے ہیں۔ ان ڈیٹا بیس میں اکثر دیگر خصوصیت کے ڈیٹا جیسے ایف ٹی آئی آر اور ماس سپیکٹرومیٹری شامل ہوتے ہیں۔ رد عمل کا ڈیٹا بیس زیادہ تر کیمیائی ڈیٹا بیس مستحکم مالیکیولز کے بارے میں معلومات کو محفوظ کرتے ہیں لیکن ڈیٹا بیس میں رد عمل کے لیے انٹرمیڈیٹس اور عارضی طور پر بنائے گئے غیر مستحکم مالیکیولز کو بھی محفوظ کیا جاتا ہے۔ رد عمل کے ڈیٹا بیس میں مصنوعات، تعلیم، اور رد عمل کے طریقہ کار کے بارے میں معلومات ہوتی ہیں۔ تھرمو فزیکل ڈیٹا بیس تھرمو فزیکل ڈیٹا مرحلے کے توازن کے بارے میں معلومات ہیں جن میں بخارات-مائع توازن، مائعوں میں گیسوں کی گھلنشیلتا، ٹھوسوں میں مائع (ایس ایل ای)، اختلاط کی حرارت، بخارات اور فیوژن شامل ہیں۔ کیلوری ڈیٹا جیسے حرارت کی صلاحیت، تشکیل اور دہن کی حرارت، نقل و حمل کی خصوصیات جیسے گاڑھا پن اور تھرمل چالکتا کیمیائی ڈھانچے کی نمائندگی ڈیجیٹل ڈیٹا بیس میں کیمیائی ڈھانچوں کی نمائندگی کے لیے دو اہم تکنیکیں ہیں جیسے کنکشن ٹیبلز/ملحقہ میٹرکس/فہرستوں کے ساتھ بانڈ (کناروں) اور ایٹم صفات (نوڈس) کے بارے میں اضافی معلومات، جیسے: ایم ڈی ایل مولفائل، پی ڈی بی، سی ایم ایل ایک لکیری سٹرنگ نوٹیشن کے طور پر گہرائی پہلے یا چوڑائی پہلے ٹریورسل پر مبنی ہے، جیسے: ایس ایم آئی ایل ای ایس/ایس ایم اے آر ٹی ایس، ایس ایل این، ڈبلیو ایل این، آئی این سی ایچ آئی ان طریقوں کو بہتر بنایا گیا ہے تاکہ سٹیریو کیمیکل اختلافات اور چارجز کے ساتھ ساتھ خاص قسم کے بانڈنگ کی نمائندگی کی اجازت دی جا سکے جیسے نامیاتی دھاتی مرکبات میں نظر آتے ہیں۔ کمپیوٹر کی نمائندگی کا بنیادی فائدہ اسٹوریج میں اضافہ اور تیز، لچکدار تلاش کا امکان ہے۔ سرچ سب اسٹرکچر کیمسٹ ڈھانچوں کے حصوں، ان کے آئی یو پی اے سی ناموں کے حصوں کے ساتھ ساتھ خصوصیات پر پابندیوں کی بنیاد پر ڈیٹا بیس تلاش کر سکتے ہیں۔ کیمیائی ڈیٹا بیس ذیلی ساخت کی تلاش کے لیے ان کی حمایت میں دیگر عام مقصد کے ڈیٹا بیس سے خاص طور پر مختلف ہیں۔ اس قسم کی تلاش سب گراف آئسومورفزم کی تلاش سے حاصل کی جاتی ہے (جسے بعض اوقات مونومورفزم بھی کہا جاتا ہے) اور یہ گراف تھیوری کا وسیع پیمانے پر مطالعہ شدہ اطلاق ہے۔ تلاش کے لیے الگورتھم کمپیوٹیشنل طور پر شدید ہوتے ہیں، اکثر O (n3) یا O (n4) وقت کی پیچیدگی کے ہوتے ہیں (جہاں n شامل ایٹموں کی تعداد ہے)۔ تلاش کے گہری جزو کو ایٹم بہ ایٹم سرچنگ (اے بی اے ایس) کہا جاتا ہے، جس میں ہدف مالیکیول کے ساتھ سرچ سب اسٹرکچر ایٹموں اور بانڈز کی نقشہ سازی کی جاتی ہے۔ اے بی اے ایس سرچ عام طور پر المین الگورتھم یا اس کے تغیرات کا استعمال کرتا ہے (یعنی۔ ایس ایم ایس ڈی)۔ اسپیڈ اپس وقت کی ادائیگی کے ذریعے حاصل کیے جاتے ہیں، یعنی تلاش کے کاموں پر کچھ وقت پہلے سے مرتب کردہ معلومات کا استعمال کرکے بچایا جاتا ہے۔ اس پری کمپیوٹیشن میں عام طور پر بٹ سٹرنگ کی تخلیق شامل ہوتی ہے جو سالماتی ٹکڑوں کی موجودگی یا عدم موجودگی کی نمائندگی کرتی ہے۔ تلاش کے ڈھانچے میں موجود ٹکڑوں کو دیکھ کر ہدف مالیکیولز کے ساتھ اے بی اے ایس کے موازنہ کی ضرورت کو ختم کرنا ممکن ہے جن کے پاس وہ ٹکڑے نہیں ہیں جو تلاش کے ڈھانچے میں موجود ہیں۔ اس خاتمے کو اسکریننگ کہا جاتا ہے (منشیات کی دریافت میں استعمال ہونے والے اسکریننگ کے طریقہ کار کے ساتھ الجھن میں نہ پڑنا)۔ ان ایپلی کیشنز کے لیے استعمال ہونے والے بٹ سٹرنگز کو ساختی کلیدیں بھی کہا جاتا ہے۔ اس طرح کی چابیاں کی کارکردگی کا انحصار چابیاں بنانے کے لیے استعمال ہونے والے ٹکڑوں کے انتخاب اور ڈیٹا بیس کے مالیکیولز میں ان کی موجودگی کے امکان پر ہوتا ہے۔ ایک اور قسم کی کلید کمپیوٹیشنل طور پر اخذ کردہ ٹکڑوں پر مبنی ہیش کوڈز کا استعمال کرتی ہے۔ ان کو 'فنگر پرنٹس' کہا جاتا ہے حالانکہ یہ اصطلاح بعض اوقات ساختی کلیدوں کے مترادف استعمال ہوتی ہے۔ ان ساختی کلیدوں اور فنگر پرنٹس کو ذخیرہ کرنے کے لیے درکار میموری کی مقدار کو 'فولڈنگ' کے ذریعے کم کیا جا سکتا ہے، جو بٹ وائز آپریشنز کا استعمال کرتے ہوئے کلید کے حصوں کو جوڑ کر اور اس طرح مجموعی لمبائی کو کم کر کے حاصل کیا جاتا ہے۔ تشکیل انووں کی 3D تشکیل کو ملا کر یا مقامی رکاوٹوں کی وضاحت کرکے تلاش کرنا ایک اور خصوصیت ہے جو خاص طور پر منشیات کے ڈیزائن میں استعمال ہوتی ہے۔ اس قسم کی تلاشیں کمپیوٹیشنل طور پر بہت مہنگی ہو سکتی ہیں۔ بہت سے لگ بھگ طریقے تجویز کیے گئے ہیں، مثال کے طور پر بی سی یو ٹی ایس، خصوصی فنکشن کی نمائندگی، مومنٹ آف انیرشیا، رے ٹریسنگ ہسٹوگرام، زیادہ سے زیادہ فاصلہ ہسٹوگرام، شکل کے ملٹی پولز۔ سنتھسائز ایبل اور ورچوئل کیمیکلز کے گیگا سرچ ڈیٹا بیس ہر سال بڑے ہوتے جا رہے ہیں، اس لیے ان کی مؤثر طریقے سے کان کنی کرنے کی صلاحیت منشیات کی دریافت کے منصوبوں کے لیے اہم ہے۔ مول سافٹ کا مول کارٹ گیگا سرچ (http://www.molsoft.com/giga-search.html) اربوں کیمیکلز کی ذیلی ساخت کی تلاش کے لیے ڈیزائن کیا گیا پہلا طریقہ ہے۔ انووں کی ان کی ساخت سے باہر کی تمام خصوصیات کو فزیکو کیمیکل یا فارماکولوجیکل صفات میں تقسیم کیا جا سکتا ہے جنہیں ڈسکرپٹر بھی کہا جاتا ہے۔ اس کے اوپر، مالیکیولز کے لیے مختلف مصنوعی اور کم و بیش معیاری نام کے نظام موجود ہیں جو کم و بیش مبہم نام اور مترادفات فراہم کرتے ہیں۔ آئی یو پی اے سی نام عام طور پر انسانی پڑھنے کے قابل اور منفرد تار دونوں میں مالیکیول کی ساخت کی نمائندگی کرنے کے لیے ایک اچھا انتخاب ہے حالانکہ یہ بڑے مالیکیولز کے لیے بھاری ہو جاتا ہے۔ دوسری طرف معمولی نام ہم جنس پرستوں اور مترادفات سے بھرے پڑے ہیں اور اس لیے ڈیٹا بیس کی وضاحت کرنے والی کلید کے طور پر ایک برا انتخاب ہیں۔ جبکہ فزیکو کیمیائی وضاحتیں جیسے سالماتی وزن، (جزوی) چارج، گھلنشیلتا وغیرہ۔ زیادہ تر براہ راست مالیکیول کی ساخت کی بنیاد پر شمار کیا جا سکتا ہے، فارماکولوجیکل ڈسکرپٹرس کو صرف بالواسطہ طور پر شامل ملٹی ویریٹ اعدادوشمار یا تجرباتی (اسکریننگ، بائیواسے) نتائج کا استعمال کرتے ہوئے اخذ کیا جا سکتا ہے۔ ان تمام وضاحتیں کمپیوٹیشنل کوشش کی وجوہات کی بناء پر مالیکیول کی نمائندگی کے ساتھ محفوظ کی جا سکتی ہیں اور عام طور پر ہوتی ہیں۔ مماثلت سالماتی مماثلت کی کوئی واحد تعریف نہیں ہے، تاہم اس تصور کی وضاحت اطلاق کے مطابق کی جا سکتی ہے اور اکثر اسے وضاحتی جگہ میں فاصلے کی پیمائش کے الٹا کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر دو مالیکیولز کو زیادہ مماثل سمجھا جا سکتا ہے اگر ان کے مالیکیولر وزن میں فرق دوسروں کے مقابلے میں کم ہو۔ کثیر متغیر فاصلے کی پیمائش پیدا کرنے کے لیے مختلف قسم کے دیگر اقدامات کو جوڑا جا سکتا ہے۔ فاصلاتی اقدامات کو اکثر یوکلڈین اقدامات اور غیر یوکلڈین اقدامات میں درجہ بند کیا جاتا ہے جو اس بات پر منحصر ہوتا ہے کہ مثلث کی عدم مساوات برقرار ہے یا نہیں۔ زیادہ سے زیادہ مشترکہ ذیلی گراف (ایم سی ایس) پر مبنی ذیلی ساخت کی تلاش (مماثلت یا فاصلے کی پیمائش) بھی بہت عام ہے۔ ایم سی ایس کا استعمال مالیکیولز کو مار کر منشیات جیسے مرکبات کی جانچ کے لیے بھی کیا جاتا ہے، جو مشترکہ ذیلی گراف (ذیلی ساخت) کا اشتراک کرتے ہیں۔ ڈیٹا بیس میں موجود کیمیکلز کو مماثلتوں کی بنیاد پر 'اسی طرح کے' مالیکیولز کے گروپوں میں جمع کیا جا سکتا ہے۔ درجہ بندی اور غیر درجہ بندی کلسٹرنگ دونوں طریقوں کا اطلاق متعدد صفات والے کیمیائی اداروں پر کیا جا سکتا ہے۔ ان صفات یا سالماتی خصوصیات کا تعین یا تو تجرباتی طور پر یا کمپیوٹیشنل طور پر اخذ کردہ وضاحتیں کی جا سکتی ہیں۔ کلسٹرنگ کے سب سے مشہور طریقوں میں سے ایک جاروس پیٹرک الگورتھم ہے۔ فارماکولوجیکل طور پر مبنی کیمیائی ذخائر میں، مماثلت کو عام طور پر مرکبات (اے ڈی ایم ای/ٹاک) کے حیاتیاتی اثرات کے لحاظ سے بیان کیا جاتا ہے جس کے نتیجے میں کیو ایس اے آر طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے فزیکو کیمیکل ڈسکرپٹرز کے اسی طرح کے امتزاج سے نیم خودکار طور پر اندازہ لگایا جا سکتا ہے۔ کیمیائی مرکبات پر منفرد ریکارڈ کو برقرار رکھنے کے لیے رجسٹریشن سسٹم ڈیٹا بیس سسٹم کو رجسٹریشن سسٹم کہا جاتا ہے۔ یہ اکثر کیمیائی اشاریہ سازی، پیٹنٹ سسٹم اور صنعتی ڈیٹا بیس کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ رجسٹریشن سسٹم عام طور پر منفرد نمائندوں کے استعمال کے ذریعے ڈیٹا بیس میں ظاہر ہونے والے کیمیکل کی انفرادیت کو نافذ کرتے ہیں۔ سٹرنگفائیڈ نوٹیشن کی نسل کے لیے ترجیحی اصولوں کو لاگو کرکے، کوئی بھی منفرد/'کینونکل' سٹرنگ کی نمائندگی حاصل کر سکتا ہے جیسے کہ 'کینونکل اسمائیلز'۔ کچھ رجسٹریشن سسٹم جیسے کہ سی اے ایس سسٹم اسی مقصد کو حاصل کرنے کے لیے منفرد ہیش کوڈ تیار کرنے کے لیے الگورتھم کا استعمال کرتے ہیں۔ رجسٹریشن سسٹم اور سادہ کیمیائی ڈیٹا بیس کے درمیان ایک اہم فرق معلوم، نامعلوم اور جزوی طور پر معلوم چیزوں کی درست نمائندگی کرنے کی صلاحیت ہے۔ مثال کے طور پر، کیمیائی ڈیٹا بیس کسی مالیکیول کو غیر متعین سٹیریو کیمسٹری کے ساتھ ذخیرہ کر سکتا ہے، جبکہ کیمیائی رجسٹری سسٹم کے لیے رجسٹرار کو یہ واضح کرنے کی ضرورت ہوتی ہے کہ آیا سٹیریو کنفیگریشن نامعلوم ہے، کوئی مخصوص (معروف) مرکب، یا ریسیمک۔ کیمیائی رجسٹری سسٹم میں ان میں سے ہر ایک کو ایک مختلف ریکارڈ سمجھا جائے گا۔ رجسٹریشن سسٹم مالیکیولز کو بھی پہلے سے پروسیس کرتے ہیں تاکہ کیمیکلز میں ہیلوجن آئنوں میں فرق جیسے معمولی اختلافات پر غور کرنے سے گریز کیا جا سکے۔ ایک مثال کیمیائی خلاصہ سروس (سی اے ایس) رجسٹریشن سسٹم ہے۔ سی اے ایس رجسٹری نمبر بھی دیکھیں۔ کیمیائی کارٹریجز ایکورڈ کی فہرست براہ راست جے کیم کیمبرج سافٹ بنگو پن پوائنٹ کیمیائی رجسٹریشن سسٹمز کی فہرست کیم ریگ رجسٹر ریگ مول کمپاؤنڈ-رجسٹریشن اینسمبل ویب پر مبنی ٹولز کمپیوٹیشنل نمائندگی کو عام طور پر ڈیٹا کے گرافیکل ڈسپلے کے ذریعے کیمسٹوں کے لیے شفاف بنایا جاتا ہے۔ کیمیائی ساخت ایڈیٹرز کے استعمال کے ذریعے ڈیٹا انٹری کو بھی آسان بنایا گیا ہے۔ یہ ایڈیٹرز اندرونی طور پر گرافیکل ڈیٹا کو کمپیوٹیشنل نمائندگی میں تبدیل کرتے ہیں۔ نمائندگی کے مختلف فارمیٹس کی باہمی تبدیلی کے لیے متعدد الگورتھم بھی موجود ہیں۔ تبدیلی کے لیے ایک اوپن سورس یوٹیلیٹی اوپن بیبل ہے۔ یہ تلاش اور تبادلوں کے الگورتھم یا تو ڈیٹا بیس سسٹم کے اندر ہی نافذ کیے جاتے ہیں یا جیسا کہ اب رجحان ہے بیرونی اجزاء کے طور پر نافذ کیا جاتا ہے جو معیاری رشتہ دار ڈیٹا بیس سسٹم میں فٹ ہوتے ہیں۔ اوریکل اور پوسٹگری ایس کیو ایل دونوں پر مبنی نظام کارٹریج ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہیں جو صارف کی وضاحت کردہ ڈیٹا ٹائپ کی اجازت دیتا ہے۔ یہ صارف کو کیمیائی تلاش کے حالات کے ساتھ ایس کیو ایل سوالات کرنے کی اجازت دیتے ہیں (مثال کے طور پر، ان کے ڈھانچے میں فینائل رنگ والے ریکارڈ کو تلاش کرنے کے لیے ایک استفسار جس کی نمائندگی اسمائیلسکول کالم میں اسمائیلز سٹرنگ کے طور پر کی جاتی ہے وہ سلیکٹ * فریم کیمٹیبل ہو سکتا ہے جہاں SMILESCOL.CONTAINS ('c1CCCCc1') IUPAC ناموں کو ساخت کی نمائندگی میں تبدیل کرنے کے لیے الگورتھم اور اس کے برعکس متن سے ساختی معلومات نکالنے کے لیے بھی استعمال ہوتے ہیں۔ تاہم، آئی یو پی اے سی کی متعدد بولیوں کے وجود کی وجہ سے مشکلات ہیں۔ ایک منفرد آئی یو پی اے سی معیار قائم کرنے کے لیے کام جاری ہے (دیکھیں آئی این سی ایچ آئی)۔ یہ بھی دیکھیں حیاتیاتی ڈیٹا بیس بیلسٹین ڈیٹا بیس اور ڈورٹمنڈ ڈیٹا بینک بائنڈنگ ڈی بی چیبی چیمبل کیمشز زینٹرل بلاٹ اسٹرکچرل ڈیٹا بیس کیم اسپائڈر کولیبریٹو ڈرگ ڈسکوری تقابلی ٹاکسیجنومکس ڈیٹا بیس کمپیوٹیشنل کیمسٹری لسٹ ڈرگ بینک کیمیائی ڈیٹا بیس کی فہرست سالماتی میکانکس ماڈلنگ کے لیے سافٹ ویئر کی فہرست لولی ڈیٹا بیس این ایم آر سپیکٹرا ڈیٹا بیس پب کیم ایس پی آر ای ایس آئی ڈیٹا بیس کولکالائزیشن بینچ مارک ماخذ حوالہ جات کمپیوٹیشنل کیمسٹری کیمینفارمیٹکس