Cheminformatics – Computergestützte Anwendungen in der Chemie
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BIOCHEMINFORMATICS
Frank Oellien, 10.11.04Intervet Innovation GmbH
Schwabenheim
Cheminformatics ComputergesttzteAnwendungen in der Chemie
Cheminformatics ComputergesttzteAnwendungen in der Chemie
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BIOCHEMINFORMATICS
Intervet Innovation GmbH bersicht Computergesttzte Wirkstoffforschung
Computeranwendungen in der Chemie Die Natur der Molekle
2D Strukturen 3D Strukturen Oberflchen und Eigenschaften Flexibilitt
Online-Demos
bersichtbersicht
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BIOCHEMINFORMATICS
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BIOCHEMINFORMATICS
Akzo Nobels GeschftsbereicheAkzo Nobels Geschftsbereiche
28%
39%
33%
Pharma Coatings Chemicals
Umsatz 2002 ca. 14.0 Milliarden Euro ()Ca. 68 000 Beschftigte in 80 Lndern
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BIOCHEMINFORMATICS
Forschung Produktion Forschung und Produktion
16 Forschung
19 Produktion
58 Filialen
5000 Beschftigte
Intervets StandorteIntervets Standorte
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BIOCHEMINFORMATICS
2002 in m $ In % In mio $1 Pfizer (+ Pharmacia)* 1625 9.1 1352 Merial 1505 3.8 553 Intervet 1019 3.9 384 Bayer 736 4.3 305 Elanco 693 1.0 76 Schering-Plough 677 -2.4 -177 Fort Dodge 653 -15.8 -1238 Novartis 521 12.1 569 Virbac 333 11.3 34
10 Alpharma 320 -4.0 -13
* Proforma Ergebnis, unter der Annahme, da keine Produkte eingestellt werden
Rang Firma Umsatz Zuwachs Per. 01/02
Intervets WeltmarktplatzierungIntervets Weltmarktplatzierung
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BIOCHEMINFORMATICS
14%
12%
53%
21%
Europe USA and Canada Latin America Rest of World
Ca. 1,081 Milliarden Euro ()
Europa USA und Canada Lateinamerika brige Welt
Intervets Verkauf 2002Intervets Verkauf 2002
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BIOCHEMINFORMATICS
49%
13%
12%
17%
9%
Biologicals AntiparasiticsAntiinfectives Other PharmaceuticalsFeed Additives
BiologikaAntiinfektivaFutter-Zusatzstoffe
AntiparasitikaWeitere Pharmazeutika
Produkt SegmenteProdukt Segmente
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BIOCHEMINFORMATICS
PanacurBreitband Anthelmintikum mit einem herausragenden Sicherheitsprofil fr die Verwendung in allen Tieren.
PanacurBreitband Anthelmintikum mit einem herausragenden Sicherheitsprofil fr die Verwendung in allen Tieren.
CobactanEine Reihe von Antiinfektiva-
Formulierungen auf Basis des proprietren Molekls
Cefquinome
CobactanEine Reihe von Antiinfektiva-
Formulierungen auf Basis des proprietren Molekls
Cefquinome
MKS-Impfstoffe und MKS-Marker TestsImpfstoff und Test ermglichen die Unterscheidung geimpfter und infizierter Tiere
MKS-Impfstoffe und MKS-Marker TestsImpfstoff und Test ermglichen die Unterscheidung geimpfter und infizierter Tiere
Nobivac E. coli inacInaktivierter Impfstoff, der 93%
aller aus Hhnchen isoliertenE. coli Stmme abdeckt.
Nobivac E. coli inacInaktivierter Impfstoff, der 93%
aller aus Hhnchen isoliertenE. coli Stmme abdeckt.
Produkt HighlightsProdukt Highlights
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BIOCHEMINFORMATICS
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Finden
Entwickeln
Einfhren
Arzneimittelforschung
20 SubstanzenVorklinische Entwicklung
ca. 10 Prparate
ca. 5Prparate
2 Prparate
1 Prparat
KlinischePhase I
KlinischePhase II
KlinischePhase III
KlinischePhase IV
J
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0
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Werdegang eines MedikamentsWerdegang eines Medikaments
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BIOCHEMINFORMATICS
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n Target DiscoveryMolekularbiologie
Lead DiscoveryAssay Development & HTS
Lead OptimizationKombinatorische und Medizinische Chemie
ProfilingBiologische und in vitro-vivo Profilierung
Product DevelopmentPrklinik / Klinik
Von der Idee zum ProduktVon der Idee zum Produkt
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BIOCHEMINFORMATICS
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BIOCHEMINFORMATICS
actttgataatagacttgtagatttttgcgtt
BioInformatikBioInformatik
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BIOCHEMINFORMATICS
Rationales WirkstoffdesignRationales Wirkstoffdesign
Aktivittsprfung (HTS)Leitstrukturoptimierung
Chemoinformatik
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BIOCHEMINFORMATICS
ChemoInformatik und MM 1ChemoInformatik und MM 1
Docking undin silco Screening
Homology Modelling
PharmakophorModelling
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BIOCHEMINFORMATICS
ChemoInformatik und MM 2ChemoInformatik und MM 2
Berechnung phys.-chem.Eigenschaften
Substruktur- und hnlichkeitssuchen
Struktur-Aktivitts-BeziehungenVorhersagemodelle
O
O
N
OClN
S
ON
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COSMO-KOC
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K
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Training Set rms=0.63
Test Set rms=0.72
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BIOCHEMINFORMATICS
Who we are ...Who we are ...
Paul Selzer
Carsten Beyer
Richard MarhferJrg Schrder
Andreas Krasky
Jrg Cramer
Anette Klinger
Andreas Rohwer
Frank Oellien
Kristin Engels Hon Tran
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BIOCHEMINFORMATICS
Gebiete BioInformatik ChemoInformatik Molecular Modelling Theoretische Chemie Material Science
Verbreitung und Bedeutung Im akademischen Umfeld In der Industrie
Computer und ChemieComputer und Chemie
Allgemeine Betrachtungen
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BIOCHEMINFORMATICS
Die Natur der chem. VerbindungenDie Natur der chem. Verbindungen
TestosteronName
2D Struktur
3D Strukturen und Konformere Oberflchen und Eigenschaften
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BIOCHEMINFORMATICS
SubstanznamenSubstanznamen
Substanznamen sind ungeignet
unterschiedliche Schreibweisen (IUPAC, etc) Trivialnamen (z.B. Salzsure, Natronlauge, Zyankali) Synonyme und ID (z.B. AHNO 5555, CAS 100-52-7) Nomenklatur komplexer Strukturen problematisch
ACD/IUPAC Name ACD/Name-to-Structure BioRad IUPAC NameIt und DrawIt
Datenbankrecherchen fehleranfllig Zu umstndlich
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BIOCHEMINFORMATICS
2D Strukturen 12D Strukturen 1
Die Konnektivittsinformation ist der zentrale Schlssel
O
Cl
O
Line Notations (Strings)SMARTS: OC(=O)C1=CC=CC=C1Cl
OC(=O)c1ccccc1ClSLN: C(C[2]:C(:CH:CH:CH:CH:@2)Cl)(=O)OH
Strukturaustauschformate
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BIOCHEMINFORMATICS
2D Strukturen 22D Strukturen 2
Struktur-Zeichenprogramme MDL ISIS Draw ACD ChemSketch CACTVS ChemDraw ACD Drawing Applet JChemPaint Marvin JME C-Design BioRad KnowItAll
GIF/PNG-Creator for 2D Plots of Chemical Structures: http://cactus.nci.nih.gov/services/gifcreator/
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BIOCHEMINFORMATICS
3D versus 2D3D versus 2D
Strukturen sind keine 2D-Objekte
aus: Molecules are like Humans, Johann Gasteiger, Erlangen
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BIOCHEMINFORMATICS
3D Strukturen 13D Strukturen 13D Struktur-Generatoren CORINA, http://www2.chemie.uni-erlangen.de/software/corina/free_struct.htm3D Struktur-Generatoren/Betrachter VRML File Creator for Chemical Structures,
http://www2.chemie.uni-erlangen.de/services/vrmlcreator Online Smiles Translator BioRad KnowItAll ACD/Labs ChemSketch / 3D Viewer ChemDraw
3D Struktur-Betrachter JMOL JSV Rasmol und Chime und viele andere mehr
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BIOCHEMINFORMATICS
3D Strukturen 23D Strukturen 2VRML Structure Generator
Demo 1 Demo 2
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BIOCHEMINFORMATICS
3D Strukturen 23D Strukturen 2VRML Structure Generator
Demo 1 Demo 2
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BIOCHEMINFORMATICS
Struktur vs. OberflchenStruktur vs. Oberflchen
Molekle haben Oberflchen und Eigenschaften!
aus: Molecules are like Humans, Johann Gasteiger, Erlangen
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BIOCHEMINFORMATICS
Oberflchen und EigenschaftenOberflchen und Eigenschaften
MOLSURF, http://www2.chemie.uni-erlangen.de/services/molsurf/
Demo
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BIOCHEMINFORMATICS
Oberflchen und EigenschaftenOberflchen und Eigenschaften
MOLSURF, http://www2.chemie.uni-erlangen.de/services/molsurf/
Demo
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BIOCHEMINFORMATICS
Atom-OrbitaleAtom-Orbitale
Orbital Viewer, http://www.orbitals.com/orb/ov.htm Atomorbitale Hybridorbitale
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BIOCHEMINFORMATICS
Molekl-OrbitaleMolekl-Orbitale
OrbVis, http://www2.chemie.uni-erlangen.de/services/orbvis/
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BIOCHEMINFORMATICS
Molekl-OrbitaleMolekl-Orbitale
OrbVis, http://www2.chemie.uni-erlangen.de/services/orbvis/
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BIOCHEMINFORMATICS
Molekl-OrbitaleMolekl-Orbitale
OrbVis, http://www2.chemie.uni-erlangen.de/services/orbvis/
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BIOCHEMINFORMATICS
FlexibilittFlexibilitt
Molekle sind flexibel und nicht starr!
aus: Molecules are like Humans, Johann Gasteiger, Erlangen
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BIOCHEMINFORMATICS
Spektren und NormalmodenSpektren und Normalmoden
ComSpec3D, http://www2.chemie.uni-erlangen.de/services/vrmlvib/
Demo
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BIOCHEMINFORMATICS
Spektren und NormalmodenSpektren und Normalmoden
ComSpec3D, http://www2.chemie.uni-erlangen.de/services/vrmlvib/
Demo
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BIOCHEMINFORMATICS
Spektren und NormalmodenSpektren und Normalmoden
ComSpec3D, http://www2.chemie.uni-erlangen.de/services/vrmlvib/
Demo
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BIOCHEMINFORMATICS
ReaktionsanimierungReaktionsanimierung
VRML Animation Generator, http://www2.chemie.uni-erlangen.de/services/vrmlanim/
Demo
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BIOCHEMINFORMATICS
ReaktionsanimierungReaktionsanimierung
VRML Animation Generator, http://www2.chemie.uni-erlangen.de/services/vrmlanim/
Demo
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Vielen Dank fr Ihr InteresseVielen Dank fr Ihr Interesse
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BIOCHEMINFORMATICS
JMolhttp://jmol.sourceforge.net/preview/
MolSurfhttp://www2.chemie.uni-erlangen.de/services/molsurf/
ComSpec3Dhttp://www2.chemie.uni-erlangen.de/services/vrmlvib/
Datenbankenhttp://cactus.nci.nih.gov/ncidb2/http://www.chemfinder.com
Online-DemosOnline-Demos