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1、第一章 绪论：什么是药学信息挖掘技术 生命科学与技术学院 生物信息学教研室 方慧生,计算机科学的出现将已有的学科打得七零八落!,中国药科大学前副校长、我国药物分析学的泰斗、我的恩师安登魁教授：,具体地：它将传统科学的“二元研究”分化为“三足鼎立”状态。,理论,实验,理论,传统实验,计算机实验,化学 化学信息学 Chemoinformatics 生物学 生物信息学 Bioinformatics 医学 医学信息学 Medicine infomation 神经学 神经信息学 Neuroinformatics 经济学 经济信息学 Economics informatics,神经信息学 Neuroinf
2、ormatics,分子神经信息学 Molecular neuroinformatics 系统神经信息学 Systematic neuroinformatics。,药学 药学信息学 Pharmacy informatics Pharminformatics 药物信息学 Pharmacoinformatics,药学信息学（Pharmacy informatics，PIX），又称药物信息学（pharmacoinformatics），指的是运用计算机来存储、检索和分析药物信息（drug information）。PIX系统能够帮助药剂师（pharmacist）管理的信息不仅包括病人的医闻保险（medi
3、cal insurance）记录、药物相互作用（drug interaction）数据，还包括处方（prescription）数据。药学信息学研究的是卫生保健（health care）领域内的自然系统（natural systems）与工程系统（engineered systems）之间相互作用，并着眼于药学护理（pharmaceutical care）和改善病人安全（patient safety）。,药学信息学定义（一）,药学信息学定义（二）,Pharmainformatics is the combination of biology, chemistry, mathematics and
4、 information technology that is essential for efficient data management, processing and analysis in the pharmaceutical industry,药学信息学,药学信息：药学数据库 如何从海量的药学信息学中提取人们感兴趣的方法即药学信息挖掘技术(Data Mining),药品专利库 提供药品专利相关信息 药品行政保护库 提供药品行政保护相关信息 药品包装库 提供药品包装相关信息 国内新药库 提供国内新药相关信息 药品出口库 提供我国药品出口相关信息 药品进口库 提供我国药品进口相关信息
5、化工原料出口库 提供我国化工原料出口相关信息 化工原料进口库 提供我国化工原料进口相关信息 药品原料及中间体库 提供我国药品原料及中间体相关信息,Pharmacy DataBase,用药指南 对用药常识，药品评价，推荐用药，药用食品等四个方面收录了大量的资料。用药常识：介绍家庭日常生活用药时应注意的方方面面。药品评价：针对各科疾病讨论用药的方法、药效、不良反应、注意事项等等。推荐用药：新特效药，专家推荐。药用食品：民间流传，强身健体。 药品检索 对现有的各类药物进行查询 药品企业查询 对全国的药品企业，包括医药企业，包装企业 化工医药，药店进行查询 药品查询 通过药品名称和适应症来对药物进行查
6、询 药店查询 通过药店名称，所在地域以及区县来进行查询,共约117个数据库,药物与药物设计数据库,ANTIMIC：自然抗微生物药物肽数据库 AOBase：反义寡聚核苷酸选择与设计 APD：抗微生物肽数据库 DART：药物不良反应靶点数据库 TTD：治疗靶点数据库,ChEBI - Chemical Entities of Biological Interest：与生物学有作用的化合物条目 Defensins Knowledgebase：有关抗菌肽数据库 DrugBank：药物与药物作用靶点组成数据库 GLIDA：G藕联蛋白受体（G-protein coupled receptors 简称GPCR
7、s ）与相应的配体相关信息数据库 HIV Drug Resistance Database: HIV药物耐受数据库 HIV Molecular Immunology Database:HIV分子免疫数据库 IUPHAR-RD :The International Union of Pharmacology recommendations on receptor nomenclature and drug classification Peptaibol ：(Peptaibols是一类富含非蛋白质氨基酸,具有广谱抗菌活性的离子通道类抗菌肽 ):包括其序列与结构 PharmGED :Pharmac
8、oGenetic Effect Database PharmGKB :The Pharmacogenetics and Pharmacogenomics Knowledge Base (遗传药理学与药物基因组学数据库）,Scorpion ：Database of scorpion toxins （蝎子毒性数据库） SuperDrug ：The database contains approximately 2500 3D-structures of active ingredients of essential marketed drugs. For selection purposes an
9、d for correlation of structural similarity with medical application, the assignment of the Anatomical Therapeutic Chemical (ATC) classification codes to each structure according to the WHO-scheme is applied. To account for structural flexibility they are represented by 10(5) structural conformers. S
10、uperNatural :50,000 natural compounds TTD - Therapeutic Target Database :,BSD - Biodegradative Strain Database : Microorganisms that can degrade aromatic and other organic compounds (降解芳香族与其有机化合物的微生物） DART - Drug Adverse Reaction Targets（药物不良反应靶点数据库）,药学信息与药学信息挖掘技术之间的关系：,一个核心两个方面,第一个方面：只有挖掘技术没有药学信息：巧
11、妇难为无米之炊,二个方面,第二个方面：只有药学信息没有挖掘技术：生米煮不成熟饭,如果你挣了一大笔钱？,存在银行里 ？（没有利息、贬值） 再投资 ？ 药学信息就是一个大金库 ！ 该出手时就出手！,范 蠡,一个核心：如何挖掘？,同样的药学信息，不同的人应用同样的方法提取出的信息是不尽相同的,治 冻 疮 药,描述型知识,药学信息（药学数据库）：描述型知识,药学信息挖掘,将描述型知识转化为可理解的描述型知识,将描述型知识转化为可视型知识,将描述型知识转化为解析型知识,将描述型知识转化为可理解的描述型知识,一氧化二氢,描述型知识,水：无色，无味，可解渴，可用来煮饭，洗衣服，发电，闹水灾,可理解的描述型知
12、识,例1,Welcome you come to CPU,欢迎您到中国药科大学来,解释型,易于表达，理解与学习，属于最简单一类，但有时印象不深，要求简洁明了,欧阳修要求编史要简洁,二、将描述型知识转化为可视型知识,ATOM 1 N ARG A 5 28.897 13.608 40.938 1.00 79.08 N ATOM 2 CA ARG A 5 28.659 14.989 40.521 1.00 80.22 C ATOM 3 C ARG A 5 29.126 15.290 39.093 1.00 80.30 C ATOM 4 O ARG A 5 30.322 15.199 38.796 1
13、.00 81.46 O ATOM 5 CB ARG A 5 29.330 15.956 41.504 1.00 81.71 C ATOM 6 CG ARG A 5 29.527 17.375 40.976 1.00 82.97 C ATOM 7 CD ARG A 5 29.428 18.375 42.109 1.00 85.30 C (描述型知识:蛋白质3hdd坐标）,蛋白质-DNA复合物,可视型知识,日常生活中最常见的是拍电影与电视剧,将剧本（描述型知识）可视化（电影与电视剧）,红楼梦在贾宝玉见到林黛玉时一段描写：,闲静时如姣花照水 行动处似弱柳扶风,闲 静 时 如 姣 花 照 水,行动处似
14、弱柳扶风,武松走了一阵，酒力发作，步履踉跄，便把哨棒依在林边一块大青石旁边，刚要躺下。突然一阵风起，树后扑地跳出一只吊睛白额大虫。武松“啊呀”一声跳了起来，拿起哨棒躲在青石后边。 老虎又饥又渴，两眼紧盯武松，两只前爪在地上按一按，纵身往上一扑，从半空中窜下来。武松一惊，酒都变成冷汗冒了出来，急忙一闪，躲到老虎背后。那大虫把前爪搭在地下，把腰胯一掀，又被武松躲过。 老虎吼了一声，转过身来。将铁棒似的尾巴倒竖起来，只一剪，武松却又闪在一边。老虎再吼一声，兜将回来，武松乘机双手抡起哨棒，使劲劈了下去。只听啪哒一声响，哨棒打在枯树上，折成两截，一截尚在手中,武松走了一阵，酒力发作，步履踉跄，便把哨棒依在林边一块大青石旁边，刚要躺下。突然一阵风起，树后扑地跳出一只吊睛白额大虫。武松“啊呀”一声跳了起来，拿起哨棒躲在青石后边。,老虎又饥又渴，两眼紧盯武松，两只前爪在地上按一按，纵身往上一扑，从半空中窜下来。,那大虫把前爪搭在地下，把腰胯一掀，又被武松躲过。,三、将描述型知识转化为解析型知识,龟兔赛跑,0 0 0 20 1 40 2 60 3 80 4 80 5 80 6 80 80 200 80 200 210 90 200 320
