ХЕМОИНФОРМА́ТИКА

ХЕМОИНФОРМА́ТИКА (от хе­мо… и ин­фор­ма­ти­ка), об­ласть хи­мии, ох­ва­ты­ваю­щая при­ме­не­ние ме­то­дов ин­фор­ма­ти­ки для ре­ше­ния ши­ро­ко­го кру­га хи­мич. за­дач, свя­зан­ных с изу­че­ни­ем ве­ществ, их струк­ту­ры, свойств и пре­вра­ще­ний. Х. офор­ми­лась как ком­плекс­ная меж­дис­ци­п­ли­нар­ная об­ласть нау­ки на ру­бе­же 20–21 вв. в ре­зуль­та­те раз­ви­тия та­ких на­прав­ле­ний ис­сле­до­ва­ний, как хра­не­ние и об­ра­бот­ка хи­мич. ин­фор­ма­ции, ма­те­ма­тич. хи­мия, ана­лиз свя­зи струк­ту­ры со­еди­не­ний с их свой­ст­ва­ми и био­ло­гич. ак­тив­но­стью, мо­ле­ку­ляр­ное мо­де­ли­ро­ва­ние, ана­лиз экс­пе­рим. дан­ных, кон­струи­ро­ва­ние со­еди­не­ний с за­дан­ны­ми свой­ст­ва­ми и оп­ти­ми­за­ция ус­ло­вий ре­ак­ций. Это свя­за­но со зна­чит. общ­но­стью и взаи­мо­свя­зью ре­шае­мых за­дач и при­ме­няе­мых ме­то­дов, а так­же не­об­хо­ди­мо­стью ра­бо­ты с ог­ром­ны­ми объ­ё­ма­ми раз­но­род­ной ин­фор­ма­ции. На­ря­ду с ме­то­да­ми хи­мии и ин­фор­ма­ти­ки в Х. ак­тив­но при­ме­ня­ют­ся дос­ти­же­ния мн. раз­де­лов ма­те­ма­ти­ки, фи­зи­ки, био­ло­гии, ме­ди­ци­ны.

Ба­зо­вую роль в Х. иг­ра­ют ме­то­ды пред­став­ле­ния и об­ра­бот­ки хи­мич. ин­фор­ма­ции: эф­фек­тив­ное ко­ди­ро­ва­ние струк­тур­ных фор­мул и про­стран­ст­вен­ных струк­тур со­еди­не­ний, хи­мич. ре­ак­ций (транс­фор­ма­ций струк­тур), а так­же свя­зан­ных с ни­ми дан­ных разл. ти­пов (ло­ги­че­ские, чи­сло­вые, тек­сто­вые, спек­траль­ные и др.); ра­бо­та с со­дер­жа­щи­ми та­кую ин­фор­ма­цию ба­за­ми дан­ных (вклю­чая её хра­не­ние, по­иск по струк­ту­рам, струк­тур­ным фраг­мен­там и др. по­лям, пе­ре­да­чу и мо­ди­фи­ка­цию); ана­лиз и об­ра­бот­ка хи­мич. тек­стов, в т. ч. на­зва­ний со­еди­не­ний; чис­лен­ное опи­са­ние струк­ту­ры со­еди­не­ний с по­мо­щью мо­ле­ку­ляр­ных де­ск­рип­то­ров; ана­лиз и ви­зуа­ли­за­ция хи­мич. про­стран­ст­ва как со­во­куп­но­сти воз­мож­ных мо­ле­кул, вклю­чая ге­не­ра­цию струк­тур, оцен­ку их сход­ст­ва и раз­но­об­ра­зия.

К чис­лу за­дач мо­ле­ку­ляр­но­го мо­де­ли­ро­ва­ния при­над­ле­жат ви­зуа­ли­за­ция про­стран­ст­вен­ной и элек­трон­ной струк­ту­ры низ­ко­мо­ле­ку­ляр­ных со­еди­не­ний и мак­ро­мо­ле­кул, в т. ч. био­ло­ги­че­ских (мо­ле­ку­ляр­ная гра­фи­ка), а так­же мо­де­ли­ро­ва­ние их струк­ту­ры и меж­мо­ле­ку­ляр­ных взаи­мо­дей­ст­вий с при­ме­не­ни­ем ме­то­дов кван­то­вой хи­мии и мо­ле­ку­ляр­ной ме­ха­ни­ки, мо­ле­ку­ляр­ной ди­на­ми­ки и разл. по­лу­эм­пи­рич. и эв­ри­стич. под­хо­дов (мо­ле­ку­ляр­ный до­кинг, фар­ма­ко­фор­ные мо­де­ли и др.).

Х. так­же изу­ча­ет за­да­чи ана­ли­за экс­пе­рим. хи­мич. дан­ных с це­лью вы­яв­ле­ния в них за­ко­но­мер­но­стей и по­строе­ния пред­ска­за­тель­ных мо­де­лей с при­ме­не­ни­ем ме­то­дов ста­ти­стич. ма­шин­но­го обу­че­ния. Важ­ное ме­сто в Х. за­ни­ма­ют ме­то­ды мо­де­ли­ро­ва­ния свя­зи струк­ту­ры со­еди­не­ний с их свой­ст­ва­ми и про­гно­зи­ро­ва­ния для но­вых со­еди­не­ний та­ких свойств, как фи­зи­ко-хи­мич. ха­рак­те­ри­сти­ки и спек­траль­ные свой­ст­ва, ре­ак­цион­ная спо­соб­ность, био­ло­гич. ак­тив­ность, по­ве­де­ние в ор­га­низ­ме и др. Х. раз­ра­ба­ты­ва­ет ме­то­ды по­ис­ка оп­ти­маль­ных ре­ше­ний как в хи­мич. про­стран­ст­ве (мо­ле­ку­ляр­ный ди­зайн со­еди­не­ний с за­дан­ны­ми свой­ст­ва­ми и/или био­ло­гич. ак­тив­но­стью, ди­зайн биб­лио­тек струк­тур, оп­ре­де­ле­ние струк­ту­ры со­еди­не­ний на ос­но­ве дан­ных фи­зи­ко-хи­мич. ме­то­дов ана­ли­за, пла­ни­ро­ва­ние син­те­за – см. Ком­пь­ю­тер­ный син­тез), так и в про­стран­ст­ве разл. не­струк­тур­ных па­ра­мет­ров хи­мич. про­цес­сов (пла­ни­ро­ва­ние экс­пе­ри­мен­тов, оп­ти­ми­за­ция ус­ло­вий ре­ак­ций, управ­ле­ние тех­но­ло­гич. про­цес­са­ми).