MAGAZYN ODCZYNNIKÓW Z MOŻLIWOŚCIĄ SZUKANIA STRUKTUR CHEMICZNYCH

Jako chemik organik, który kupuje i syntetyzuje dużo substancji chemicznych (i nie dysponuje super-pamięcią) po pewnym czasie miałem problem z odnalezieniem się w natłoku substancji, które gdzieś tam zalegają w szafkach i lodówkach. Być może czytający te słowa chemicy organicy znają internetowe chemiczne bazy danych typu Emolecules czy Chemexper, które umożliwiają wyszukiwanie dostawców substancji chemicznych na podstawie zadanej struktury lub jej fragmentu oraz bazy typu Scifinder czy Reaxys, które na podstawie wzoru strukturalnego umożliwoją odnalezienie informacji o syntezie cząsteczki. Zawsze zastanawiało mnie dlaczego uczelniane wydziały chemiczne w porozumieniu z informatycznymi nie stworzą takiego narzędzia na własny użytek. Najwyraźniej nikt nie dostrzega takiej potrzeby. Ponadto, żeby przedsięwzięcie miało sens, ktoś musi stale nad taką baza czuwać, żeby była zawsze aktualna i ten fakt może być trudniejszy do spełnienia niż samo stworzenie bazy, gdyż dbanie o aktualność wpisów wymaga systematyczności i cierpliwości, oraz współpracy ponad podziałami, co w warunkach uczelni nie zawsze jest proste. Nie wiem jak sytuacja wygląda w firmach, ale wydaje się, że takim rozwiązaniem powinny być zainteresowane szczególnie te, które mają ambicje prowadzić badania nad nowymi lekami, gdyż produkują setki struktur, które warto byłoby jakoś katalogować i wyszukiwać. Ja uznałem, że dobrze byłoby mieć taką bazę danych dla siebie i spróbowałem stworzyć ją od podstaw.

Co chciałem osiągnąć:

• praca w sieci komputerowej (lokalnej lub poprzez internet)
• wielodostępność (wielu użytkowników korzystających równocześnie)
• możliwość łatwej edycji struktur w dowolnej przeglądarce internetowej w popularnych systemach operacyjnych
• możliwość wyszukiwania fragmentów struktury
• możliwość powiązania danych analitycznych oraz wyników badań na komórkach z substancją
• zapewnienie bezpieczeństwa (autoryzacja dostępu, logowanie zmian, kopie zapasowe)
• możliwość eksportu do pliku SDF (structure-data file) w celu wymiany struktur związków chemicznych z innymi bazami (np. Emolecules czy Chemexper)

Co było potrzebne:

• Platforma systemowa serwera - Linux - otwarty i wolny w sensie licencyjnym system operacyjny intensywnie rozwijany przez wielu programistów na świecie.
• Serwer WWW - Apache jako powszechnie stosowany na platformie Linux
• Baza danych - SQLite - biblioteka programistyczna do obsługi bazy danych, wybrana ze względu na prostotę instalacji i konfiguracji.
• Analizator struktur chemicznych - Open Babel - zestaw narzędzi programistycznych dedykowanych zagadnieniom cheminformatycznym, których możliwości dosyć dobrze pokrywają się z zadaniami założonymi w projekcie (możliwość wyszukiwania pod-struktur chemicznych, struktur podobnych, możliwość interkonwersji formatów chemicznych, takich jak SMILES, MOL, etc.)
• Język programowania - po stronie przeglądarki JavaScript, język skryptowy który jest powszechnie stosowany i obsługiwany przez większość przeglądarek we wszystkich systemach operacyjnych. Po stronie serwera użyłem języka Tcl w postaci modułu Rivet, co może niektórym wydać się wyborem nienajlepszym, gdyż Python czy Ruby na pewno lepiej współpracowałby z OpenBabel. Ja jednak wykorzystałem narzędzie, które po prostu znałem.
• Edytor struktur - aplet JSME lub edytor z zestawu ChemDoodle Web Components, przeznaczony do pracy w przeglądarce internetowej. Umożliwia szybką edycję struktur, pozwala na eksport cząsteczki do formatu MOL. Umożliwia pracę w urządzeniach przenośnych typu tablety czy smartfony. Po wykupieniu licencji dodatkowo uzyskuje się możliwość "wygładzania" struktury, generowania struktury trójwymiarowej oraz symulowania widm masowych oraz widm NMR.

Połączenie w całość wszystkich wymienionych komponentów nie było proste, ale udało się. Uzyskałem bazę danych, która z powodzeniem sprawdza się w mojej firmie. Jej wersja demonstracyjna jest do obejrzenia pod adresem:
http://95.175.17.4/demo/search.rvt?dbname=magazyn&lang=plTymczasowo wyłączony
Od razu zaznaczam, że pewne komponenty jak logowanie użytkowników, edycja i dodawanie wpisów, eksport do pliku SDF zostały wyłączone. Bez zalogowania będzie też poblem z językiem polskim, ale w dzisiejszych czasach znajomość angielskiego wśród chemików nie powinna być problemem. Działa za to możliwośc wyszukiwania substancji w bazach Emolecules i Chemexper (w oknie edycji wpisu). Baza zawiera ponad 4 tysiące struktur. Serwer użyty do celów demonstracyjnych jest dosyć leciwy, ale mimo to swoją rolę spełnia w miarę dobrze. Zachęcam do testowania. Bazę można przeszukiwać klasycznie, czyli po nazwie, masie molowej i innych polach w niej obecnych oraz - co najważniejsze - wyszukiwać fragmenty struktur.

Ponieważ użyłem komponentów wydanych na licencji GNU GENERAL PUBLIC LICENSE. Udostępniam kod źródłowy bazy danych.


AUTOR ZAPRASZA NA SWOJE STRONY WWW