Students:

• Will be well informed about molecular data storing and processing.

• Will be able to assess a similarity between organic structures.

• Will be able to construct chemical libraries with required physico-chemical properties.

• Will be able to predict biological activity from the structure.

• Will understand algorithms used in cheminformatics applications.

Studenti budou umět:

• Orientovat se v problematice ukládání a zpracování strukturních dat

• Zvládat základní principy vyhodnocení podobnosti mezi strukturami malých organických ligandů.

• Konstruovat chemické knihovny s požadovanými fyzikálně-chemickými vlastnostmi.

• Předpovídat biologickou aktivitu ze struktury sloučeniny.

• Rozumět hlavním algoritmům používaným v chemoinformatických aplikacích.

A credit is awarded based on the solution of problems during seminars. A final exam is written.

Zápočet je za řešení úkolů zadaných v průběhu semestru na cvičeních. Závěrečná zkouška je písemná.

R: Svozil D. a kol, Počítačový návrh léčiv, Chemické listy 11/2017, special issue of Chemické listy, 10 articles, ISSN 1213-7103, available at http://www.chemicke-listy.cz/ojs3/index.php/chemicke-listy/issue/view/250

R: Leach A. R., An Introduction to Chemoinformatics, Springer, 2007, ISBN 1402062907

A: Bajorath, J., Chemoinformatics for Drug Discovery, Wiley, 2013, ISBN 1118139100

A: Engel T., Gasteiger T., Chemoinformatics: Basic Concepts and Methods, Wiley-VCH, 2018, ISBN 3527331093.

A: Bunin B. A., Siesel B., Morales G., Bajorath J., Chemoinformatics: Theory, Practice, & Products, Springer, 2010, ISBN 9048172500

Z: Svozil D. a kol., Počítačový návrh léčiv, Chemické listy 11/2017, speciální číslo Chemických listů, 10 článků, ISSN 1213-7103, dostupné na http://www.chemicke-listy.cz/ojs3/index.php/chemicke-listy/issue/view/250

Z: Leach A. R., An Introduction to Chemoinformatics, Springer, 2007, ISBN 1402062907

D: Bajorath, J., Chemoinformatics for Drug Discovery, Wiley, 2013, ISBN 1118139100

D: Engel T., Gasteiger T., Chemoinformatics: Basic Concepts and Methods, Wiley-VCH, 2018, ISBN 3527331093.

D: Bunin B. A., Siesel B., Morales G., Bajorath J., Chemoinformatics: Theory, Practice, & Products, Springer, 2010, ISBN 9048172500

1. Molecular informatics - what is it, scientific origins and fundamental concepts. Molecular informatics and computational drug discovery. Relationship between molecular informatics, chemoinformatics and bioinformatics, their synergy and differences.

2. Representation and manipulation of 2D molecular structures. Line notations for describing chemical structures (SMILES, InChI, InChIKey). Chemical table file formats (SDF, CTFile family).

3. Structure and substructure searching, practical aspects of structure searching.

4. Molecular descriptors calculated from 2D and 3D molecular representations.

5. Molecular similarity methods - similarity based on 2D fingerprints, similarity coefficients, 3D similarity.

6. Compound classification and selection. Combinatorial chemistry and library design - diverse and focused libraries, diversity estimation, multi-objective design.

7. Ligand- and structure-based virtual screening. Paharmacophores, methods of their derivation and their use in virtual screening.

8. Predictive QSAR (Quantitative Structure-Activity Relationships) modeling - general workflow and data preparation.

9. Predictive QSAR modeling - development and validation of QSAR models.

10. Analysis of high-throughput screening data.

11. Predicting pharmacokinetics (ADME/Tox) properties.

12. Computer-aided molecular design - inverse design and de novo design.

13. Chemoinformatics software and database technologies.

14. Integrated chemo- and bioinformatics approaches to virtual screening and computational drug design.

1. Co je molekulární informatika, základní koncepty. Molekulární informatika, chemoinformatika a počítačový návrh léčiv. Vztah mezi molekulární informatikou, chemoinformatikou a bioinformatikou, jejich synergie a rozdíly.

2. Reprezentace a manipulace s dvourozměrnými molekulárními strukturami. Lineární notace zápisu chemických struktur (SMILES, InChI, InChIKey). Přenositelné formáty pro popis chemických struktur (SDF, rodina CTFile).

3. Strukturní a podstrukturní vyhledávání, praktické aspekty strukturního prohledávání.

4. Molekulové deskriptory vypočtené z 2D a 3D reprezentace molekuly.

5. Molekulové podobnostní metody - podobnost založená na 2D otiscích, podobnostní koeficienty, 3D podobnost.

6. Klasifikace a výběr sloučenin. Kombinatorická chemie a návrh chemických knihoven - diverzní a fokusované knihovny, multi-objektivní návrh.

7. Virtuální screening. Farmakofory - metody jejich získávání a jejich použití ve virtuálním screeningu.

8. Prediktivní QSAR (vztah mezi strukturou aktivitou) modelování - obecný postup a příprava dat.

9. Prediktivní QSAR modelování - vývoj a validace QSAR modelů.

10. Analýza dat z testování s vysokou propustností.

11. Predikce farmakokinetických(ADME/Tox) vlastností.

12. Počítačem řízený návrh molekul - inverzní a de novo návrh.

13. Chemoinformatický software a databázové technologie.

14. Integrované chemo- a bioinformatické přístupy ve virtuálním screeningu a počítačovém návrhu léčiv.

none

žádné

Biochemistry, Organic chemistry, Molecular genetics

Biochemie, Organická chemie, Molekulární genetika