Struktur-Wirkungs-Beziehung

Der Begriff stammt von dem englischen Begriff Quantitative Structure-Activity Relationship (QSAR) ab. Er beschreibt die Erstellung einer quantitativen Beziehung zwischen einer pharmakologischen, chemischen, biologischen, physikalischen (z. B. Siedepunkt) Wirkung eines Moleküls mit seiner chemischen Struktur. Teilweise findet man in der Literatur auch die Bezeichnung QSPR, das Acronym für Quantitative Structure Property Relationship, hier beschränkt man sich darauf die Beziehung zwischen den physikalischen und chemischen Eigenschaften eines Moleküls und seiner Struktur darzustellen. Insbesondere im Bereich der Wirkstoffentwicklung und Chemoinformatik finden diese Prinzipien eine breite Anwendung.

Erste Arbeiten in diesem Gebiet sind vermutlich bereits im Jahre 1842 durch Kopp (Lit.: Bonchev/Rouvray, 1990) entstanden, welcher eine lineare Beziehung zwischen den Siedepunkten von Alkanen mit deren Kettenlänge herstellte (Δt = 18 Grad).

Neuere Arbeiten beschäftigen sich mit der Kodierung von Molekülen für die Anwendung von Data-Mining-Techniken. Hierbei spielen zwei Aspekte eine wichtige Rolle:

• Erstens gewährleistet die Generalisierungsleistung der QSAR-Hypothese (Bias-Variance-Decomposition), dass das erzeugte Modell auch für bisher unbekannte Moleküle gute Vorhersagen liefert. Dieses Problem ergibt sich durch eine endliche Menge von Molekülen zur Erzeugung der Hypothese.
• Zweitens spielt die Interpretierbarkeit in Bezug auf die strukturellen Eigenschaften von Molekülen eine sehr wichtige Rolle, damit dieses Wissen und chemische Hypothesen erweitert werden kann.

Somit stellt die Chemoinformatik eine sehr enge Verbindung zwischen chemischen Strukturen und moderner Informationsverarbeitung dar.

Literatur

• D. Bonchev, D.H. Rouvray: Chemical Graph Theory: Introduction and Fundamentals. Gordon and Breach Science Publishers, 1990, ISBN 0-85626-454-7.

Siehe auch

• Gruppenbeitragsmethoden
• Topologischer Index

Weblinks

• Molecular Property Explorer
• Seminarunterlagen QSAR Pharmazie Uni Saarland
• Präsentation zur QSAR aus dem Thema „Wirkstoffentwurf“ WSI/ZBIT Uni Tübingen
• OECD Quantitative Structure-Activity Relationships (Q)SARs Project