ChemSpider: 100 milionů chemických sloučenin na jednom místě

Úvod

V dnešní době moderních technologií chemici a zdravotníci potřebují rychlý, spolehlivý a srozumitelný datový zdroj, který jim poskytne kompletní informace o chemických sloučeninách a jejich vlastnostech. Díky propojení moderních technologií a vědy vznikají databáze, umožňující snadné vyhledávání mezi miliony různorodých struktur.

Seznamení s ChemSpider

Jednou z těchto databází je ChemSpider, kterou vlastní britské Royal Society of Chemistry. Databáze obsahuje záznamy o více než 100 milionů chemických sloučenin, včetně lečiv. Na obrázku 1 je zobrazena domovská stránka portálu.

ChemSpider má několik klíčových misí:

• Portál agreguje komplexní data z různých zdrojů a umožňuje snadné vyhledávaní s doplňujícími funkcemi (např. validace a propojení se synonymy pro zvýšení přesnosti výsledků hledání).
• Zvýšení kvality volně přístupných zdrojů díky možnosti komentování a úprav (tzv. crowdsourced curation s expertním posouzením).
• Poskytnutí jednotné platformy, kde můžou uživatelé sdílet i vlastní chemické struktury nebo jejich návrhy. Zároveň je možnost sdílení audiozáznamů, videí, odkazů atd.
• Zajištění kvalitního UI a UX pomocí adaptivního rozložení stránek a integrace s jinými servisy.
• Integrace s publikacemi z Google Scholar, PubMed a knihovnou Royal Society of Chemistry.

Uživatelé portálu se můžou podílet na jeho vývoji, a to díky sdílení vlastních datových sad, struktur či syntéz. Také mohou uživatelé „dohlížet“ data pro zajištění jejich přesnosti a relevantnosti.

Vyhledávácí možnosti

ChemSpider nabízí uživatelům 3 vyhledávácí typy:

Simple (Jednoduchý),

Structure (Strukturální),

Advanced (Pokročilý).

Simple

Jednoduchá verze vyhledávače nabízí několik variant hledání, např. pomocí obchodního názvu látky či systematického názvu (viz obrázek 2).

Podívejme se na možnosti vyhledávače na příkladu morfinu (viz obrázek 3). Zobrazí se stránka s výsledkem hledání, která obsahuje nejdůležitější informace o zadané látce: molekulový vzorec, atomová hmotnost a také ID sloučeniny v databázi ChemSpider. Po rozkliknutí tlačítka „More details“ ukazují se detailnější informace, např. celý systematický název a zjednodušená molekulární specifikace SMILES. O blok níže můžeme pozorovat přiřazení ke skupině látek – v případě s morfinem je to skupina opioidních analgetiků.

Níže se zobrazuje několik záložek s podrobnějšími informacemi, jakož jsou například synonymické názvy látky (všimněme si různých písem – některé jsou ověřené experty, jiné ověřují uživatelé atd.) Zajímavé informace obsahuje záložka Properties: teplota tání látky, její jedovatost, chemickou klasifikaci atd. (viz obrázek 4).

Structure

Strukturální vyhledávání je způsob, kdy na plátno se „vykreslují“ potřebné chemické vazby nebo atomy prvků periodické tabulky. Můžeme tam přidat např. různé typy vazeb (jednoduchou, dvojnou, aromatickou,…), benzenové jádro či atom kyslíku (viz obrázek 5). Po tom, co vykreslíme potřebnou strukturu, jsou na výběr několik možností filtrování výsledků – např. nalezení úplné shody, pouze single- nebo multikomponentových struktur atd. Po nastavení potřebných filtrů se zobrazí výsledek – v daném případě informace o benzenu (obrázek 6).

Advanced

Pokročilé vyhledávání umožňuje získat informace podle přesnějších parametrů, jakož jsou například podle atomové hmotnosti, výběru z periodické tabulky, datového zdroje atd. (obrázek 7).

Pokud zvolíme některé elementy v tabulce (např. skupinu „C H N O P S“ a skupinu „Li Na K Ca Zn Fe Cu Co Ni“ – viz obrázky 8 a 9) a začneme vyhledávání, výsledky se vypíšou do seznamu sloučenin, které obsahují tyto elementy (obrázek 10).

Závěr

ChemSpider je výborným nástrojem, který umožňuje solidní vyhledávání mezi sty zdrojů a může výrazně pomoci a usnadnit práci chemiků, zdravotníků i studentů. Díky kooperace s odborníky je tento zdroj důvěryhodný, nicméně se na vývoji portálu mohou podílet i běžní uživatelé. Taková spolupráce pomůže k rychlejšímu nalezení případných chyb a celkovému rozvoji.

Zdroje

[1] ChemSpider | Search and share chemistry. ChemSpider | Search and share chemistry [online]. Copyright © Royal Society of Chemistry 2022 [cit. 11.02.2022]. Dostupné z: http://www.chemspider.com/

Seznam obrázků

Obrázek 1. Domovská stránka ChemSpider (zdroj: autorka)

Obrázek 2. Vyhledávač portálu ChemSpider (zdroj: autorka)

Obrázek 3. Výsledky jednoduchého vyhledávání (zdroj: autorka)

Obrázek 4. Ukázka záložek s doplňujícími informacemi o hledané látce (zdroj: autorka)

Obrázek 5. Vykreslení benzenového jádra na plátně (zdroj: autorka)

Obrázek 6. Výsledky strukturálního vyhledávání (zdroj: autorka)

Obrázek 7. Parametry pokročilého vyhledávání (zdroj: autorka)

Obrázek 8. Výběr první skupiny elementů (zdroj: autorka)

Obrázek 9. Výběr druhé skupiny elementů (zdroj: autorka)

Obrázek 10. Výsledky pokročilého vyhledávání (zdroj: autorka)