Name: יישום כימינפורמטיקה לפיתוח מאגר נתונים הניתן לחיפוש במבנה של שיטות אנליטיות (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-06-06T15:15:00.000+00:00
Duration: 5 min 34 s
Description: למד כיצד ליישם כימינפורמטיקה לפיתוח מאגר נתונים הניתן לחיפוש במבנה של שיטות אנליטיות. מאגר AMOS מספק גישה נוחה לשיטות אנליטיות ולנתונים ספקטרליים עבור חוקרים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<ol><li>Kim, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PubChem+substance+and+compound+databases%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">PubChem substance and compound databases.</a> Nucleic Acids Res. 44 (D1), D1202-D1213 (2016).</li>
<li>Pence, H. E., Williams, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ChemSpider%3A+An+online+chemical+information+resource%5BTitle%5D)+AND+%22J+Chem+Educ%22%5BJournal%5D)">ChemSpider: An online chemical information resource.</a> J Chem Educ. 87 (11), 1123-1124 (2010).</li>
<li>Williams, A. J., Grulke, C. M., Edwards, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+CompTox+chemistry+dashboard%3A+A+community+data+resource+for+environmental+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cheminform%22%5BJournal%5D)">The CompTox chemistry dashboard: A community data resource for environmental chemistry.</a> J Cheminform. 9, 61(2017).</li>
<li>Grulke, C. M., Williams, A. J., Thillanadarajah, I., Richard, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EPA%27s+DSSTox+database%3A+History+of+development+of+a+curated+chemistry+resource+supporting+computational+toxicology+research%5BTitle%5D)+AND+%22Comput+Toxicol%22%5BJournal%5D)">EPA's DSSTox database: History of development of a curated chemistry resource supporting computational toxicology research.</a> Comput Toxicol. 12, 100096(2019).</li>
<li>Tickner, J. A., Schifano, J. N., Blake, A., Rudisill, C., Mulvihill, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advancing+safer+alternatives+through+functional+substitution%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Advancing safer alternatives through functional substitution.</a> Environ Sci Technol. 49 (2), 742-749 (2015).</li>
<li>Phillips, K. A., Wambaugh, J. F., Grulke, C. M., Dionisio, K. L., Isaacs, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+screening+of+chemicals+as+functional+substitutes+using+structure-based+classification+models%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chem%22%5BJournal%5D)">High-throughput screening of chemicals as functional substitutes using structure-based classification models.</a> Green Chem. 19 (4), 1063-1074 (2017).</li>
<li>Isaacs, K. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+harmonized+chemical+monitoring+database+for+support+of+exposure+assessments%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Data%22%5BJournal%5D)">A harmonized chemical monitoring database for support of exposure assessments.</a> Sci Data. 9, 314(2022).</li>
<li>SpectraBase. , 
 <a target="_blank" href="https://spectrabase.com/">https://spectrabase.com/</a> (2025).</li>
<li>Djoumbou Feunang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ClassyFire%3A+Automated+chemical+classification+with+a+comprehensive%2C+computable+taxonomy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cheminform%22%5BJournal%5D)">ClassyFire: Automated chemical classification with a comprehensive, computable taxonomy.</a> J Cheminform. 8, 61(2016).</li>
<li>Ulrich, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EPA%27s+non-targeted+analysis+collaborative+trial+%28ENTACT%29%3A+Genesis%2C+design%2C+and+initial+findings%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Bioanal+Chem%22%5BJournal%5D)">EPA's non-targeted analysis collaborative trial (ENTACT): Genesis, design, and initial findings.</a> Anal Bioanal Chem. 411 (4), 853-866 (2019).</li>
<li>Sobus, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+prepared+mixtures+of+ToxCast+chemicals+to+evaluate+non-targeted+analysis+%28NTA%29+method+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Bioanal+Chem%22%5BJournal%5D)">Using prepared mixtures of ToxCast chemicals to evaluate non-targeted analysis (NTA) method performance.</a> Anal Bioanal Chem. 411 (4), 835-851 (2019).</li>
<li>Chao, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+silico+MS%2FMS+spectra+for+identifying+unknowns%3A+A+critical+examination+using+CFM-ID+algorithms+and+ENTACT+mixture+samples%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Bioanal+Chem%22%5BJournal%5D)">In silico MS/MS spectra for identifying unknowns: A critical examination using CFM-ID algorithms and ENTACT mixture samples.</a> Anal Bioanal Chem. 412 (6), 1303-1315 (2020).</li>
<li>McEachran, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Revisiting+five+years+of+CASMI+contests+with+EPA+identification+tools%5BTitle%5D)+AND+%22Metabolites%22%5BJournal%5D)">Revisiting five years of CASMI contests with EPA identification tools.</a> Metabolites. 10 (6), 260(2020).</li>
<li>Charest, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improving+predictions+of+compound+amenability+for+liquid+chromatography-mass+spectrometry+to+enhance+non-targeted+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Bioanal+Chem%22%5BJournal%5D)">Improving predictions of compound amenability for liquid chromatography-mass spectrometry to enhance non-targeted analysis.</a> Anal Bioanal Chem. 416 (10), 2565-2579 (2024).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Git</td><td>לא ישים</td><td>https://git-scm.com/</td><td>מערכת בקרת גרסאות בקוד פתוח.</td></tr><tr><td>JavaScript</td><td>לא ישים</td><td>https://ecma-international.org/publications-and-standards/standards/ecma-262/</td><td>שפת תכנות.&nbsp; מוגדר על ידי תקנים בינלאומיים של ECMA.</td></tr><tr><td>PostgreSQL</td><td>קבוצת הפיתוח הגלובלית של PostgreSQL</td><td>https://postgresql.org/about/licence</td><td>מערכת ניהול מסדי נתונים בקוד פתוח.</td></tr><tr><td>פיתון</td><td>קרן התוכנה של פייתון</td><td>https://www.python.org/</td><td>שפת תכנות בקוד פתוח.</td></tr></tbody></table>

יישום כימינפורמטיקה לפיתוח מאגר נתונים הניתן לחיפוש במבנה של שיטות אנליטיות

Applying Cheminformatics to Develop a Structure Searchable Database of Analytical Methods

צילומי המסך של עמוס המוצגים לעיל מציגים תוצאות אופייניות מהחיפושים הבודדים באפליקציה, כולל חיפושים אחר חומרים מעניינים ובין ספקטרום, דפי עובדות ושיטות. מגוון הדרכים לחקירת מסד הנתונים נועד לכסות את סוגי החיפושים הסבירים והשימושיים ביותר בדרכים המאפשרות חקירה מעמיקה יותר של הנתונים והחומרים אליהם הם מתייחסים.
כדי לסייע לחיפוש של המשתמש, חלק גדול מהפונקציונליות מחובר בדרכים שנועדו לתמוך בבחינה מעמיקה יותר של הנתונים הזמינים. כדוגמה לזרימת עבודה, הדמיית סיווג השימוש הפונקציונלי מקשרת לתצוגות של השיטות ודפי העובדות הקשורים לאותה מחלקה פונקציונלית, שמהן ניתן לחלץ רשימות של חומרים ולהזין אותם לחיפוש האצווה, או לבחון מסמכים בודדים, ולחקור חומרים בודדים במסמכים אלה. מכיוון שלחומרים רבים בשיטות יש גם ספקטרום מסה ניסיוני במסד הנתונים, זה יכול לאפשר לחוקר לעבור במהירות מקטגוריה של חומרים לקבוצה של שיטות וספקטרום שיכולים לבדוק נוכחות של חומר ספציפי (ראה איור 9).
מכיוון שהתוצאות יהיו תלויות במידה רבה במה שמחפשים ואילו חיפוש או חיפושים מופעלים, קשה להגדיר תוצאות מייצגות עבור היישום כולו. באופן כללי, ייתכן שיהיה מדויק יותר לתאר "הצלחה" במונחים של חווית משתמש; במקרה כזה, יש לקוות שהדברים הבאים יתקיימו בדרך כלל: ששיטות החיפוש והסינון (והיכולת לעבור בין חיפושים ומסננים שונים) יעילות בזיהוי תת-קבוצות המידע שהמשתמש רוצה; שהתוצאות שהמשתמש מוצא מדויקות ושימושיות. איור 10 מתאר זרימת עבודה לדוגמה המדגימה פונקציונליות של AMOS.
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68194/68194fig10.jpg"> 
איור 10: זרימת עבודה לדוגמה המדגימה פונקציות של AMOS. זרימת העבודה מתחילה בסיווג שימוש פונקציונלי (תרופות נשימתיות), מסננת שיטות הקשורות לתרופות נשימה בדם, בוחנת שיטה ספציפית אחת ומזהה ספקטרום לחומר הכלול בשיטה זו. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68194/68194fig10large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

Analytical methods can range from detailed regulatory documents to simpler summaries. Regulatory methods may include information on amenable analytes, ...

אנו רוצים ליצור דרך קלה למדעני EPA למצוא שיטות אנליטיות ממשאבים מבוזרים כך שהמדענים שלנו יוכלו להשקיע פחות זמן בסריקת האינטרנט, ובמקום זאת יהיה להם משאב אוצר משולב במערכת האינפורמטיקה הכימית הקיימת שלנו. מה שבנינו הוא בעצם מערכת ניהול מסמכים קלת משקל שממפה את המסמכים האלה לחומרים כימיים שהופקו. כתוצאה מכך, ניתן לחפש אלפי שיטות אנליטיות באמצעות מזהים כימיים שונים כדי למצוא שיטות שכבר יושמו לאיתור הכימיקלים הללו. אין מאגר מקוון אחר של שיטות אנליטיות שהקהילה יכולה לחפש כדי להשיג שיטה אנליטית קיימת לכימיקל, או סט טוב של תנאי התחלה לשיטה מסוימת. פרוטוקול זה מלמד את הקורא כיצד להשתמש ב-AMOS כדי לאסוף נתונים שימושיים כדי לתמוך בעבודת פיתוח השיטה שלהם. למדנו הרבה על איך לקצור ולשלב נתוני שיטות אנליטיות במסד הנתונים ובאפליקציה שלנו. על ידי צבירת אלפי המסמכים הללו ומיפוי לחומרים הכימיים הקשורים אליהם, יש לנו כעת מערך נתונים מצוין לחקור את השימוש במסמכים אלה ולהגדיל מודל AI בשפה גדולה שהמדענים יכולים לשאול.[קריין] כדי להתחיל, עבור לשדה הטקסט בפינה השמאלית העליונה של סרגל הניווט או לשדה החיפוש בעמוד הראשי והזן Substance Name, CAS Registry Number, InChIKey או DSSTox Substance Identifier. לחץ על Enter או לחץ על חיפוש כדי לבצע את החיפוש. בחר שורה בטבלה שנוצרה כדי להציג את הרשומה המשויכת בצד ימין של הדף. כדי לבצע חיפוש אצווה, הזן רשימה של מזהי DSSTox Substance בשדה נתוני הקלט, והצב מזהה אחד בכל שורה. השתמש בתיבות הסימון תחת אפשרויות חיפוש כדי לסנן תוצאות או להוסיף מידע נוסף לרשומות. לחץ על חיפוש בתחתית הדף כדי ליצור ולהוריד קובץ גיליון אלקטרוני המפרט מידע על כל הרשומות במסד הנתונים המשויכות לרשימת חומרים נתונה. לאחר השלמת החיפוש, לחץ על חיפושים נוספים, ולאחר מכן על חיפוש מבנה דמיון. הזן את מזהה החומר, הגדר את הדמיון המינימלי של המסנן ל-0.8 ולחץ על חיפוש כדי לקבל טבלת כרטיסיות. לאחר מכן, בחר שורה בטבלה כדי להציג השוואה מבנית בין החומר שחיפשת לבין החומר שנבחר מהטבלה. כדי לבצע חיפוש מסווג, בחר את רמת הסיווג הראשונה באמצעות השדה בחלק העליון של הדף. לאחר מכן, לחץ על הכפתור מתחת לשדה כדי להציג את רשימת הסיווגים עבור הרמה הבאה. חזור על תהליך זה עבור הרמה השנייה והשלישית, בכל פעם בחר סיווג ולחץ על הכפתור כדי להמשיך. לאחר בחירת הרמה הרביעית, לחץ על הכפתור למטה כדי להפעיל את החיפוש ולרשום את כל החומרים השייכים לארבע הרמות שנבחרו של סיווג המסווג. חפש במסד הנתונים את כל דפי העובדות והשיטות על ידי ביצוע רשימת שיטות וחיפוש בדפי עובדות. לאחר טעינת טבלת התוצאות, השתמש בשדות הקלט בראש כל עמודה כדי לסנן את הנתונים לפי שדות ספציפיים. כדי לבצע חיפוש ספקטרום מסה, הזן טווח מסה עבור חומר היעד בדלטון, יחד עם מרווח טעות בדלטון או חלקים למיליון. הגדר את הערך עבור חלון עבור דמיון שיא ל- 0.05 Dalton. בחר מתודולוגיה, כרומטוגרפיה גזית-ספקטרומטריית מסה או כרומטוגרפיה נוזלית-ספקטרומטריית מסה. הזן את ספקטרום המסה כרשימה של זוגות מסה למטען ועוצמה. לאחר השלמת כל השדות, לחץ על כפתור החיפוש כדי לאחזר רשימה של התאמות ספקטרום מסה ממסד הנתונים בהתבסס על הספקטרום שסופק על ידי המשתמש. בחר שורה בטבלה שנוצרה לתצוגה הספקטרלית. כעת, כדי להמחיש את סיווג השימוש הפונקציונלי, השתמש בשדה מחלקות חיפוש כדי לחפש ברשימת מחלקות השימוש הפונקציונלי. רחף מעל שם מחלקה ברשימה כדי לסמן את הצומת המתאים בגרף. אם אתה חוקר את הגרף ישירות, רחף מעל צומת כדי להציג תיאור קצר של המחלקה ולהדגיש את כל מחלקות האב או הצאצא הישירות עבור צומת זה. חלקת אדמה משולשת המסווגת סוגי מרקם על סמך פרופורציות חימר, סחף וחול עם אזורים מסומנים, כגון חימר, טיט וטיט חולי, מוצגת כאן. כלי סיווג זה אפשר למשתמשי AMOS לקשר סוגי מרקמי קרקע לדפי עובדות רלוונטיים, שיטות אנליטיות וספקטרום ניסיוני, מה שמקל על זרימות עבודה יעילות מנתוני הרכב ועד לחיפושי חומרים ממוקדים המבוססים על סיווגים פונקציונליים.

applying-cheminformatics-to-develop-structure-searchable-database

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

פרוטוקול לחקירה המקוונת של מבנה רצף החלב-מבנה דינמי באמצעות Bio3D- האינטרנט מוצג.

חקירת חלבון רצף-מבנה-דינמיקה יחסים עם Bio3D-web

הארכיטקטורה של מתחמי חלבון חיוני לתפקוד שלהם. שילוב של טכניקות שונות המוני spectrometric הוכיח עוצמה ללמוד ההרכבה שלהם. אנחנו מספקים פרוטוקולים cross-linking כימי, יליד ספקטרומטר מסה ולהראות כמה שיטות משלימות אלה לעזור להבהיר את הארכיטקטורה של יחידת משנה רב חלבון הרכבות.

שילוב cross-linking כימי ספקטרומטר מסה של מתחמי חלבון שלם ללמוד את הארכיטקטורה של יחידת משנה רב חלבון להרכבות

כאן, אנו מציגים את פרוטוקול כימות יישוב רציף וניתוח שאינן ממוקדות של תרכובות fluorinated במים באמצעות ספקטרומטר מסה. מתודולוגיה זו מספק רמות כמותית של תרכובות שטיח ידוע ומזהה כימיקלים לא ידוע בדגימות קשורים עם הערכות כמותיות למחצה של שפע שלהם.

זיהוי לכל-כימית Polyfluorinated מינים בזרימת עבודה משולבת יישוב, שאינו ממוקד-סינון ברזולוציה גבוהה ספקטרומטר מסה

ספקטרומטריית מסה חוצה-קישור ממוקדת יוצרת מודלים של מבנה חלבונים רבעוניים באמצעות נתוני ספקטרומטריית מסה שנרכשו באמצעות עד שלושה פרוטוקולי רכישה שונים. כאשר התוצאות מבוצעות כזרימת עבודה פשוטה יותר בשרת האינטרנט של צ'יטה-MS, התוצאות מדווחות במחברת Jupyter. כאן, אנו מדגימים את ההיבטים הטכניים של האופן שבו ניתן להרחיב את מחברת Jupyter לניתוח מעמיק יותר.

מידול מבנה רבעוני באמצעות ספקטרומטריית מסה מצטלבת כימית: הרחבת דוחות TX-MS Jupyter

מוצרים טבעיים מייצגים נקודות התחלה מבטיחות לפיתוח תרופות חדשות וסוכנים טיפוליים. עם זאת, בשל המגוון הכימי הגבוה, מציאת תרכובות טיפוליות חדשות מצמחים היא משימה מאתגרת וגוזלת זמן. אנו מתארים גישה פשוטה לזיהוי מולקולות מיקרוביאלית ואנטיביופילם מתמציות צמחים ושברים.

גישה שיטתית לזיהוי מולקולות אנטי-מיקרוביאליות ואנטיביופילם חדשניות מתמציות ושברים של צמחים למניעת עששת שיניים

חיפוש פתוח מאפשר זיהוי של גליקופפטידים מעוטרים בקומפוזיציות גליקאן שלא היו ידועות קודם לכן. בתוך מאמר זה, גישה יעילה לביצוע חיפוש פתוח וחיפושי גליקופפטיד ממוקדי גליקן הבאים מוצגים עבור דגימות חיידקים באמצעות Acinetobacter baumannii כמודל.

היישום של גישות מבוססות חיפוש פתוח לזיהוי של Acinetobacter baumannii O מקושר Glycopeptides

מטרת פרוטוקול זה היא ליצור ולאצור ביעילות ספריות מבנה של מולקולות קטנות באמצעות תוכנות קוד פתוח.

אוצרות של ספריות כימיות חישוביות שהוכחו באמצעות חומצות אלפא-אמינו

מחקר זה השתמש באסטרטגיות in-silico כדי לזהות Etravirine שנספר כחומר טיפולי מבטיח ל-HIV. הממצאים שלנו על אינטראקציות ודינמיקה מולקולריות תומכים בתכנון הרציונלי של NNRTI חדשים כחלופות אפשריות לטיפול ב-HIV.

יחסי מבנה-פעילות כמותיים, חיזוי פעילות ודינמיקה מולקולרית של מעכבי טרנסקריפטאז הפוך שאינם נוקלאוטידים

תכנון חלבונים כרוך בבניית רצפי חומצות אמינו ושילוב מוטיבים ספציפיים ליצירת גרסאות פונקציונליות. גישה זו חיונית לפיתוח פפטידים אנטי-מיקרוביאליים (AMPs) כדי להילחם בפתוגנים עמידים לאנטיביוטיקה. מאמר זה מציג הליך לבניית חלבונים באמצעות כלים ביואינפורמטיים שונים.

יישום של I TASSER, trRosetta, UCSF Chimera, שרת HADDOCK ו-HEX loria עבור De Novo ו-In Silico Design של חלבונים

אנו מתארים הליך לאפיון חלבוני רוק באמצעות מערכי נוגדנים מבוססי microsphere מרובבים. נוגדנים חד שבטיים היו קשורים קוולנטית ל4.5 מיקרומטר זעירים מפולימר ניאון בקידוד צבע באמצעות הכימיה carbodiimide. Microspheres שונה הופקד בmicrowells סיבים אופטיים כדי למדוד את רמות חלבון ברוק באמצעות immunoassays כריך הקרינה.

הריבוב פלורסנט Microarray לניתוח חלבוני רוק אדם שימוש מיקרוסכמות פולימרים ואגדים של סיבים אופטיים

למד כיצד ליישם כימינפורמטיקה לפיתוח מאגר נתונים הניתן לחיפוש במבנה של שיטות אנליטיות. מאגר AMOS מספק גישה נוחה לשיטות אנליטיות ולנתונים ספקטרליים עבור חוקרים.

יישום כימינפורמטיקה לפיתוח מאגר נתונים הניתן לחיפוש במבנה של שיטות אנליטיות

גלה סרטונים נוספים