무료 화학 데이터베이스: 학생과 연구자를 위한 실전 가이드
짧은 답: 가장 유용한 무료 화학 데이터베이스는 PubChem(가장 큰 일반 화합물 데이터베이스), ChEMBL(신약 개발을 위한 큐레이션된 생물 활성 데이터), ChEBI(큐레이션된 저분자 사전), ZINC(가상 스크리닝을 위한 구매 가능한 수십억 개의 화합물), RCSB PDB(3D 단백질–리간드 구조)입니다. 스펙트럼은 nmrshiftdb2(NMR), MassBank(MS/MS), NIST Chemistry WebBook, 천연물은 COCONUT, 특허는 SureChEMBL을 쓰고, UniChem이 이들 사이의 식별자를 연결합니다.
화학을 공부하는 학생이라면 언젠가는 같은 문제를 만납니다: 분자는 있는데 그 성질, 생물 활성, 결정 구조, 기준 스펙트럼, 특허가 필요한 경우입니다. 각 질문의 답은 서로 다른 데이터베이스에 있습니다. 이 가이드는 주요 무료 화학 데이터베이스 각각이 무엇인지, 어디에 좋은지, 규모는 얼마인지, 라이선스가 무엇을 허용하는지, 어떻게 쿼리하는지를 게시 전에 직접 시험한 실제 예제 URL과 함께 설명합니다.
아래의 모든 수치는 공식 사이트나 API에서 2026년 10월에 확인했습니다. 데이터베이스 규모는 릴리스마다 바뀌므로 고정값이 아니라 그 시점의 기록으로 보세요.
화학 데이터베이스란?
화학 데이터베이스는 화학 구조와 그에 관한 데이터(이름, 식별자, 계산된 성질, 실험 측정값, 생물 활성, 3D 좌표, 스펙트럼, 보고된 문헌)를 연결한 검색 가능한 모음입니다. 대부분의 최신 데이터베이스는 이름, 식별자(CAS 번호, InChIKey, SMILES), 또는 구조 그리기로 검색할 수 있으며, 많은 곳이 프로그램으로 접근할 수 있는 무료 REST API를 제공합니다.
가장 중요한 점은 모든 것을 다 하는 데이터베이스는 없다는 것입니다. 초점이 서로 다릅니다:
- 화합물 백과사전(PubChem, ChEBI)은 "이 분자는 무엇인가?"에 답합니다.
- 생물 활성 데이터베이스(ChEMBL, DrugBank)는 "이 분자가 단백질에 무엇을 하는가?"에 답합니다.
- 스크리닝 라이브러리(ZINC)는 "어떤 비슷한 분자를 사거나 도킹할 수 있는가?"에 답합니다.
- 구조 데이터베이스(RCSB PDB)는 "이 분자가 표적에 어떻게 자리 잡는가?"에 답합니다.
- 스펙트럼 데이터베이스(nmrshiftdb2, MassBank, NIST WebBook)는 "스펙트럼이 어떻게 생겨야 하는가?"에 답합니다.
- 특화 컬렉션(천연물은 COCONUT, 특허는 SureChEMBL)은 큰 데이터베이스가 놓치는 분야를 다룹니다.
무료 화학 데이터베이스는 어떻게 다른가?
| 데이터베이스 | 초점 | 규모 (2026년 10월 확인) | 적합한 용도 | API | 라이선스 |
|---|---|---|---|---|---|
| PubChem | 일반 화합물, 물질, 생물 분석 | 화합물 약 1.24억, 물질 약 3.49억 | 식별자, 성질, 폭넓은 조회 | PUG-REST, PUG-View | 무료, 재사용 조건은 기탁자마다 다름 |
| ChEMBL | 큐레이션된 생물 활성 | 화합물 292만, 활성 2,450만, 표적 18,552 (ChEMBL 37) | SAR, 효력, 약물 표적 | REST (JSON/XML) | CC BY-SA 3.0 |
| ChEBI | 큐레이션된 저분자 사전 + 온톨로지 | 항목 201,471개, 완전 큐레이션 61,961개 (릴리스 244) | 정의, 분류, 생물학적 역할 | REST (ChEBI 2.0) | CC BY 4.0 |
| ZINC-22 | 구매 가능한 "주문 생산형" 화합물 | 약 549억 (2D), 약 59억 (3D) | 가상 스크리닝, 유사체 구매 | 웹 (CartBlanche), 대량 다운로드 | 무료 사용, 허가 없이 주요 부분 재배포 불가 |
| RCSB PDB | 3D 거대 분자 구조 | 항목 260,724개 | 단백질–리간드 복합체, 도킹 준비 | Data API, Search API | CC0 1.0 |
| UniChem | 식별자 교차 매핑 | 출처 25곳 | 데이터베이스 간 ID 변환 | REST | 무료 (EMBL-EBI 약관), 출처별 라이선스 적용 |
| nmrshiftdb2 | NMR 스펙트럼 + 예측 | 구조 271,817개, 측정 스펙트럼 70,030개 | ¹H/¹³C NMR 기준값과 예측 | 웹, 새 REST 인터페이스 | 공개 콘텐츠 라이선스 |
| MassBank (유럽) | 실험 질량 스펙트럼 | 기록 139,006건 | MS/MS 대조, 대사체학 | REST | 기록별 Creative Commons |
| COCONUT 2.0 | 천연물 | 고유 분자 738,829개, 컬렉션 71개 | 천연물 발견 | REST (로그인 필요) | CC0 (데이터) |
| SureChEMBL | 특허 속 화학 | 특허 문서 1억 1,660만 건 (2025년 5월) | 선행 기술, 특허 동향 분석 | REST | CC BY 4.0 |
| DrugBank | 약물과 약물 표적 | 해당 없음 (확인하지 않음) | 승인 약물 상세 정보 | 유료 API | 학술용 무료, CC BY-NC 4.0, 상업적 사용은 라이선스 필요 |
| NIST Chemistry WebBook | 열화학, IR, EI-MS | 해당 없음 (확인하지 않음) | 기준 IR/MS, 물리 데이터 | 웹 전용 | NIST 표준 참조 데이터 (저작권 있음) |
PubChem이란? 가장 큰 무료 화학 데이터베이스
PubChem은 미국 국립생물공학정보센터(NCBI)가 운영하는 세계 최대의 무료 화학 데이터베이스입니다. 천 곳이 넘는 기여 기관의 데이터를 Substance(기탁자가 제출한 것), Compound(고유한 표준화 구조), BioAssay, Protein, Gene, Pathway, Patent 같은 연결된 컬렉션으로 모읍니다.
- 규모: PubChem 홈페이지 기준 화합물 약 1억 2,400만 개와 물질 3억 4,900만 개(2026년 10월 확인). 동료 심사를 거친 PubChem 2025 업데이트 논문은 2024년 9월 기준 화합물 1억 1,860만 개를 보고했습니다.
- 용도: 이름, 동의어, CAS 번호, 분자식, 계산된 성질(XLogP, TPSA), 안전 데이터, 공급업체, 문헌 조회.
- 사용자: 학생, 교사, 분석 화학자, 독성학자, 화학 정보학자, 그리고 빠르고 믿을 만한 식별자가 필요한 모든 사람.
- 접근: 구조 그리기 도구가 있는 웹 검색과 무료 PUG-REST API. PubChem은 프로그램 사용자에게 초당 5건 이하로 요청하도록 요구합니다.
- 라이선스: 무료로 사용할 수 있으며, 재사용 권리는 각 데이터 출처를 따르므로 데이터를 재배포하기 전에 출처를 확인하세요.
쉬운 말로 한 쿼리: "아스피린의 분자식, 분자량, SMILES, InChIKey를 알려 줘."
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/rest/pug/compound/name/aspirin/property/MolecularFormula,MolecularWeight,SMILES,InChIKey/JSON
실제 응답 (일부 생략):
{"PropertyTable": {"Properties": [{
"CID": 2244,
"MolecularFormula": "C9H8O4",
"MolecularWeight": "180.16",
"SMILES": "CC(=O)OC1=CC=CC=C1C(=O)O",
"InChIKey": "BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N"}]}}
주의: PubChem은 SMILES 속성의 이름을 바꿨습니다. 예전 CanonicalSMILES를 요청해도 작동하지만, 이제 응답에는 ConnectivitySMILES(입체화학 없음)라는 이름이 붙습니다. 입체화학을 포함한 전체 문자열이 필요하면 SMILES를 요청하세요.
시험해 본 PubChem 쿼리 더 보기:
- InChIKey → CID:
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/rest/pug/compound/inchikey/BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N/cids/JSON은2244를 돌려줍니다. - 세티리진과의 2D 유사도(≥90%):
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/rest/pug/compound/fastsimilarity_2d/cid/2678/cids/JSON?Threshold=90&MaxRecords=10 - SMILES로 부분 구조 검색:
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/rest/pug/compound/fastsubstructure/smiles/c1ccc(cc1)C(c1ccc(Cl)cc1)N1CCNCC1/cids/JSON?MaxRecords=10
ChEMBL이란? 생물 활성 데이터베이스의 대표 주자
ChEMBL은 EMBL 유럽생물정보학연구소(EMBL-EBI)가 관리하는, 사람이 직접 큐레이션한 생물 활성 약물 유사 분자 데이터베이스입니다. 핵심은 학술지 논문과 기탁 데이터 세트에서 추출한 IC50, Ki, EC50 같은 측정 활성 데이터이며, 각각 화합물, 분석법, 생물학적 표적에 연결되어 있습니다.
- 규모 (ChEMBL 37, 2026년 5월): ChEMBL API 상태 엔드포인트 기준 고유 화합물 2,921,148개, 활성 24,527,044건, 표적 18,552개, 문헌 101,100건.
- 용도: 구조–활성 관계(SAR), 표적에 대한 알려진 활성 물질 찾기, 기계 학습 훈련 세트 구축, 약물 승인 단계 확인.
- 사용자: 의약화학자, 약리학자, 계산화학자, 데이터 과학자.
- 접근: 웹 인터페이스와 무료 REST API(JSON 또는 XML), 전체 다운로드(SQLite, PostgreSQL, SDF).
- 라이선스: CC BY-SA 3.0. ChEMBL은 데이터를 재사용할 때 ChEMBL ID와 릴리스 번호를 유지해 달라고 요청합니다.
쉬운 말로 한 쿼리: "ChEMBL에서 아스피린을 찾아 줘."
https://www.ebi.ac.uk/chembl/api/data/molecule/search.json?q=aspirin
첫 번째 결과는 CHEMBL25(ASPIRIN, max phase 4, 즉 승인됨)이고 SMILES는 CC(=O)Oc1ccccc1C(=O)O입니다.
쉬운 말로 한 쿼리: "ChEMBL에 있는 세티리진(CHEMBL1000)의 사람 히스타민 H1 수용체(CHEMBL231)에 대한 효력 값은?"
https://www.ebi.ac.uk/chembl/api/data/activity.json?molecule_chembl_id=CHEMBL1000&target_chembl_id=CHEMBL231&pchembl_value__isnull=false
실제 응답 (반환된 기록 12건 중 2건만 표시):
{"activities": [
{"standard_type": "Ki", "standard_value": "14.0", "standard_units": "nM",
"pchembl_value": "7.85", "target_pref_name": "Histamine H1 receptor"},
{"standard_type": "Ki", "standard_value": "5.89", "standard_units": "nM",
"pchembl_value": "8.23", "target_pref_name": "Histamine H1 receptor"}]}
PubChem vs ChEMBL: 무엇이 다를까?
PubChem은 넓고, ChEMBL은 깊습니다. PubChem은 누군가 기탁한 모든 화학 물질을 담으려 하므로 화합물을 확인하기에 가장 좋습니다. ChEMBL은 화합물 수가 훨씬 적지만 생물 활성을 일관된 형식(표준 단위, pChEMBL 값, 매핑된 표적)으로 큐레이션하므로 "얼마나 강하고, 무엇에 대해?"를 묻기에 더 좋습니다. 실제로는 둘 다 씁니다: 구조와 식별자 확인은 PubChem, 약리학 자료는 ChEMBL.
ChEBI란? 큐레이션된 저분자 사전
ChEBI(Chemical Entities of Biological Interest)는 EMBL-EBI가 운영하는, 사람이 직접 큐레이션한 저분자 사전이자 온톨로지입니다. 큐레이션된 항목에는 정의, 구조, 동의어, 그리고 분자가 무엇인지(예: "벤조산류의 한 구성원")와 어떤 역할을 하는지(예: "비스테로이드성 항염증제")를 나타내는 온톨로지 링크가 있습니다.
- 규모: 항목 201,471개, 그중 61,961개가 완전 큐레이션된 "3-star" 항목(릴리스 244, 2026년 Nucleic Acids Research 논문에 보고).
- 용도: 일관된 명명과 분류, 대사체학과 시스템 생물학 데이터 주석, 작용기와 화합물 분류 교육.
- 접근: ChEBI 2.0(2025년 10월 출시)은 새 웹사이트와 REST API를 갖추었고, 예전 SOAP 서비스는 종료되었습니다.
- 라이선스: CC BY 4.0.
쉬운 말로 한 쿼리: "CHEBI:15365는 무엇인가?"
https://www.ebi.ac.uk/chebi/backend/api/public/compound/CHEBI:15365/
응답은 "name": "acetylsalicylic acid", 분자식 C9H8O4, 단일 동위원소 질량 180.04226, 정의 텍스트를 돌려줍니다. 텍스트 검색도 됩니다: https://www.ebi.ac.uk/chebi/backend/api/public/es_search/?term=aspirin.
ZINC란? 가상 스크리닝을 위한 수십억 개의 화합물
ZINC는 UCSF의 Irwin 연구실과 Shoichet 연구실이 만든, 가상 스크리닝용으로 준비된 시판("실재") 화합물의 무료 데이터베이스입니다. ZINC-22는 Enamine, WuXi, Mcule의 거대한 주문 생산형 카탈로그에 집중하고, 자매 데이터베이스 ZINC20은 더 작은 재고 보유 카탈로그를 다룹니다. ZINC15는 이전 세대로, 여러 튜토리얼에서 아직 언급됩니다.
- 규모: 2D 분자 약 549억 개, 바로 도킹할 수 있는 3D 형식 약 59억 개(CartBlanche22 홈페이지, 2026년 10월 확인). ZINC-22 논문은 발표 당시 2D 분자 370억 개를 보고했으니, 얼마나 빨리 커지는지 알 수 있습니다.
- 용도: 도킹 캠페인, 구매 가능한 유사체 찾기, 전하와 형태가 포함된 도킹용 3D 파일 다운로드.
- 사용자: 계산화학자, 구조생물학자, 학술 스크리닝 그룹.
- 접근: CartBlanche 웹 인터페이스(유사도, 부분 구조, ID 검색), 대량 다운로드, 클라우드 사본.
- 라이선스: "누구나 무료로 사용하고 다운로드할 수 있음". 서면 허가 없이 주요 부분을 재배포할 수 없습니다(UCSF ZINC 라이선스).
쉬운 말로 한 쿼리: "세티리진과 비슷한 구매 가능 화합물을 찾아 줘." SMILES OC(=O)COCCN1CCN(CC1)C(c1ccccc1)c1ccc(Cl)cc1을 cartblanche22.docking.org의 유사도 검색에 붙여 넣으세요.
솔직한 메모: 이 가이드를 쓰는 동안 ZINC 쿼리를 스크립트로 안정적으로 실행할 수 없었습니다. ZINC15/ZINC20 페이지는 캡차 뒤에 있고, 프로그램으로 제출한 CartBlanche22 검색 작업은 빈 결과로 돌아왔습니다. 대부분의 사용자에게는 웹 인터페이스를 권장합니다.
RCSB PDB란? 단백질과 리간드의 3D 구조
단백질 데이터 은행(PDB)은 실험으로 결정한 단백질, 핵산, 그 복합체의 3D 구조를 모은 유일한 세계 아카이브이며, RCSB PDB는 그 미국 데이터 센터이자 검색 포털입니다. 화학자에게는 결합된 리간드가 가치 있습니다: 저분자가 결합 포켓에 정확히 어떻게 자리 잡는지 볼 수 있습니다.
- 규모: 현재 항목 260,724개(RCSB holdings API, 2026년 10월 확인).
- 용도: 결합 방식 연구, 도킹용 수용체 준비, 단백질 구조 교육, 특정 리간드를 포함한 모든 구조 찾기.
- 접근: 웹, Data API(
data.rcsb.org), 텍스트·서열·화학 검색을 지원하는 Search API(search.rcsb.org). - 라이선스: PDB 데이터는 CC0 1.0(퍼블릭 도메인)으로 공개됩니다.
쉬운 말로 한 쿼리: "아스피린(구성 요소 ID AIN)의 리간드 기록을 보여 줘."
https://data.rcsb.org/rest/v1/core/chemcomp/AIN
이름 2-(ACETYLOXY)BENZOIC ACID와 분자식 C9 H8 O4를 돌려줍니다.
쉬운 말로 한 쿼리: "아스피린이 들어 있는 PDB 항목은?" (Search API. 브라우저에 붙여 넣으면 JSON을 URL 인코딩해 줍니다):
https://search.rcsb.org/rcsbsearch/v2/query?json={"query":{"type":"terminal","service":"text","parameters":{"attribute":"rcsb_nonpolymer_instance_annotation.comp_id","operator":"exact_match","value":"AIN"}},"return_type":"entry"}
실제 응답 (일부 생략): "total_count": 8, 1OXR, 1TGM, 3GCL 같은 항목. 아스피린의 SMILES로 화학 검색(service: "chemical")을 보내도 AIN이 최상위 일치로 나왔습니다. 이 항목들은 MolDraw 단백질 뷰어에서 PDB ID로 불러오거나 rcsb.org에서 열 수 있습니다.
UniChem이란? 데이터베이스 간 ID 변환
UniChem은 EMBL-EBI의 식별자 교차 참조 서비스입니다: 구조 식별자 하나를 주면 다른 데이터베이스의 해당 ID를 돌려줍니다. 표준 InChI/InChIKey로 기록을 연결하므로 두 데이터베이스에 같은 구조가 있으면 언제나 작동합니다.
- 규모: UniChem API 기준 출처 25곳. ChEMBL, PubChem, ChEBI, DrugBank, RCSB PDB, PDBe, SureChEMBL, HMDB, BindingDB, nmrshiftdb2 포함(2026년 10월 확인).
- 용도: 데이터 세트 병합, ChEMBL ID에서 PDB 리간드 코드로 이동, 화합물이 다른 어디에 나오는지 확인.
- 접근: 웹과 REST API(
/unichem/api/v1/). - 라이선스: EMBL-EBI 이용 약관에 따라 무료로 사용할 수 있으며, 매핑된 각 ID의 데이터는 출처의 라이선스를 따릅니다.
쉬운 말로 한 쿼리: "아스피린의 InChIKey는 다른 어디에 나오나?"
curl -X POST https://www.ebi.ac.uk/unichem/api/v1/compounds \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"type":"inchikey","compound":"BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N"}'
응답은 이를 CHEMBL25, CHEBI:15365, PubChem CID 2244, DrugBank DB00945, PDB 리간드 AIN, Guide to Pharmacology 4139 등으로 매핑합니다.
nmrshiftdb2란? 무료 NMR 스펙트럼 데이터베이스
nmrshiftdb2는 유기 구조와 그 NMR 스펙트럼을 담은 공개 동료 심사 웹 데이터베이스로, ¹H·¹³C 화학적 이동 예측 기능이 내장되어 있습니다. 핵심은 완전히 귀속된 스펙트럼이며, 원시 데이터가 있는 것도 많습니다.
- 규모: 구조 271,817개, 측정 스펙트럼 70,030개, 계산 스펙트럼 396,583개(홈페이지 카운터, 2026년 10월 확인).
- 용도: 귀속 확인, 화합물 계열의 기준 화학적 이동 찾기, NMR 해석 교육.
- 접근: 구조, 부분 구조, 스펙트럼 등 여러 성질로 웹 검색. 사이트는 2026년 6월에 새 REST 인터페이스를 발표했습니다(시험해 보지는 않았습니다).
- 라이선스: 소프트웨어는 오픈 소스이고 데이터는 공개 콘텐츠 라이선스로 공개됩니다.
쉬운 말로 한 쿼리: "4-클로로벤즈하이드릴기를 가진 화합물의 측정된 ¹³C 스펙트럼을 찾아 줘." nmrshiftdb2 검색 탭에서 조각을 그리고 부분 구조 검색을 실행하세요. 검색 전에 빠르게 추정하려면 MolDraw의 구조 → NMR 도구가 그림에서 스펙트럼을 예측해 줍니다.
MassBank란? 실험 MS/MS 스펙트럼
MassBank는 전 세계 실험실이 기여한 저분자 실험 질량 스펙트럼의 공개 저장소입니다. 여기 예제는 MassBank Europe(massbank.eu)을 사용합니다. 각 기록은 스펙트럼 하나를 설명합니다: 화합물, 기기, 이온화, 충돌 에너지, 피크 목록.
- 규모: 기록 139,006건(MassBank API 집계, 2026년 10월 확인).
- 용도: LC-MS/MS와 대사체학에서 미지 물질 확인, 조각화 패턴 비교, 질량 분석 교육.
- 접근: 웹 검색(이름, 분자식, 피크)과 REST API.
- 라이선스: 각 기록에 고유한 Creative Commons 라이선스가 붙어 있으므로(기본은 CC BY이지만 CC0, CC BY-SA, 비상업용도 있음) 재사용 전에
license필드를 확인하세요.
쉬운 말로 한 쿼리: "카페인의 MassBank 스펙트럼을 나열해 줘."
https://massbank.eu/MassBank-api/records/search?compound_name=caffeine
기록 접근 번호 134개가 돌아왔습니다. 그중 하나인 https://massbank.eu/MassBank-api/records/MSBNK-ACES_SU-AS000088을 가져오면 전구 이온이 m/z 195.088, 주요 조각이 m/z 138.067인 [M+H]⁺의 LC-APCI Orbitrap MS2 스펙트럼이 나오며, 라이선스는 CC BY입니다.
COCONUT이란? 공개 천연물 데이터베이스
COCONUT(COlleCtion of Open NatUral producTs)은 예나 프리드리히 실러 대학교 Steinbeck 그룹이 큐레이션하는, 가장 큰 공개 천연물 구조 컬렉션입니다. 2.0 버전은 각 분자를 출처 생물, 문헌, 입체화학 변이체와 연결합니다.
- 규모: 컬렉션 71개의 고유 분자 738,829개, 생물 73,137종(COCONUT 통계 페이지, 2026년 10월 확인). COCONUT 2.0 논문은 2024년 9월 릴리스 당시 695,133개를 보고했습니다.
- 용도: 천연물 중복 확인(dereplication), 골격 아이디어, 스크리닝 세트 구축.
- 접근: 웹 검색(이름, 구조, 부분 구조, 유사도)과 전체 SDF/SQL 다운로드. REST API가 있지만 무료 계정 로그인이 필요해 이 가이드에서는 실행하지 않았습니다.
- 라이선스: 데이터 CC0, 코드 MIT.
쉬운 말로 한 쿼리: "카페인과 비슷한 천연물을 보여 줘." 카페인의 SMILES CN1C=NC2=C1C(=O)N(C(=O)N2C)C를 coconut.naturalproducts.net의 구조 검색에 붙여 넣으세요.
SureChEMBL이란? 특허 속 화학
SureChEMBL은 EMBL-EBI의 무료 특허 화학 데이터베이스로, 특허 문서의 텍스트와 이미지를 분석해 언급된 화학 구조를 추출합니다. "이 구조가 들어 있는 특허는?"을 무료로 묻는 가장 쉬운 방법입니다.
- 규모: SureChEMBL 2.0(2025년 5월)은 다섯 기관(CNIPA, EPO, JPO, USPTO, WIPO)의 특허 문서 약 1억 1,660만 건을 다루며, USPTO 한 곳에서만 고유 화합물 약 1,990만 개가 나왔습니다.
- 용도: 선행 기술 확인, 특허 동향 분석, 학술지에 나오기 전의 화합물 시리즈 발견.
- 접근: 구조나 키워드로 웹 검색, REST API, 2주마다 갱신되는 대량 Parquet 파일.
- 라이선스: CC BY 4.0.
쉬운 말로 한 쿼리: "세티리진이라는 이름을 SureChEMBL 화합물로 찾아 줘."
https://www.surechembl.org/api/chemical/name/cetirizine
실제 응답 (일부 생략): "chemical_id": "4176", "inchi_key": "ZKLPARSLTMPFCP-UHFFFAOYSA-N". 그런 다음 웹 인터페이스에서 그 구조가 들어 있는 특허를 검색할 수 있습니다.
DrugBank와 NIST Chemistry WebBook은?
DrugBank는 승인 약물과 임상 시험 약물, 그 표적, 대사, 상호작용에 관한 상세한 지식 베이스입니다. 무료로 열람할 수 있지만 다운로드에는 계정이 필요하고, 학술용 데이터 세트는 비상업적 사용을 위한 CC BY-NC 4.0 라이선스이며, 상업적 사용에는 유료 라이선스가 필요합니다. "읽기는 무료, 재사용은 무료가 아님"으로 생각하세요.
NIST Chemistry WebBook(NIST 표준 참조 데이터베이스 69)은 여러 저분자의 열화학 데이터, 기체상 IR 스펙트럼, 전자 이온화 질량 스펙트럼을 제공합니다. 예를 들어 https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?Name=caffeine&Units=SI처럼 온라인에서 무료로 검색할 수 있지만, 데이터에는 저작권이 있어 대량 재배포에는 NIST의 허가가 필요합니다.
어떤 화학 데이터베이스를 써야 할까?
| 내 질문 | 먼저 볼 곳 | 그다음 |
|---|---|---|
| 이 화합물은 무엇인가? 이름, 분자식, CAS, 성질 | PubChem | ChEBI |
| 얼마나 강하고, 어떤 표적에 대해? | ChEMBL | PubChem BioAssay |
| 어떤 분류이며, 생물학적 역할은? | ChEBI | PubChem |
| 어떤 비슷한 화합물을 사거나 도킹할 수 있나? | ZINC-22 | PubChem (공급업체) |
| 리간드는 단백질에 어떻게 결합하나? | RCSB PDB | ChEMBL (표적 데이터) |
| 데이터베이스 A의 ID가 있는데, 데이터베이스 B에서는 무엇인가? | UniChem | PubChem 교차 참조 |
| ¹H/¹³C NMR은 어떻게 생겨야 하나? | nmrshiftdb2 | MolDraw NMR 예측 |
| 내 MS/MS 스펙트럼이 알려진 화합물과 일치하나? | MassBank | NIST WebBook (EI-MS) |
| 천연물인가, 어떤 생물에서 왔나? | COCONUT | ChEBI |
| 이 구조가 특허에 있나? | SureChEMBL | PubChem Patent |
| 승인 약물의 상세 정보는? | DrugBank (열람) | ChEMBL |
| 열화학이나 기준 IR은? | NIST WebBook | PubChem |
MolDraw와 함께 이 데이터베이스들을 쓰는 법
대부분의 데이터베이스는 이름보다 기계가 읽을 수 있는 식별자로 검색할 때 가장 잘 작동합니다. MolDraw는 그림에서 바로 그런 식별자를 줍니다:
- MolDraw 편집기에서 구조를 그립니다(또는 이름 → 구조로 이름을 붙여 넣습니다).
- 상단 옵션 행에서 SMILES를 복사합니다. 컨텍스트 메뉴의 Copy as…로 InChI와 MOL 형식도 얻을 수 있습니다(MolDraw 강좌의 SMILES 장 참고).
- SMILES → InChIKey 변환기로 InChIKey를 만듭니다. InChIKey는 PubChem, ChEMBL, ChEBI, UniChem에서 가장 믿을 만한 정확 일치 키입니다.
- 쿼리: SMILES를 데이터베이스의 구조 검색에 붙여 넣거나, InChIKey를 위의 REST URL 중 하나에 넣습니다.
- 결과 가져오기: PubChem CID는 CID → SMILES 변환기로, InChIKey는 InChIKey → SMILES로 변환한 뒤 MolDraw에 붙여 넣어 편집합니다.
풀이 예제: 세티리진 유사체는 어떻게 비교할까?
항히스타민제 세티리진을 공부하면서 어떤 가까운 유사체가 있는지, 얼마나 강한지, 새 유사체를 살 수 있는지 알고 싶다고 해 봅시다. 다음은 데이터베이스 세 곳을 쓰는 작업 흐름이며, 모든 숫자는 실제로 실행한 쿼리에서 나왔습니다.
1단계: PubChem에서 확인하기. MolDraw에서 세티리진을 그리고 SMILES를 복사해 조회합니다:
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/rest/pug/compound/name/cetirizine/property/MolecularFormula,MolecularWeight,InChIKey,XLogP,TPSA/JSON
PubChem은 CID 2678, C21H25ClN2O3, MW 388.9, XLogP 1.7, TPSA 53, InChIKey ZKLPARSLTMPFCP-UHFFFAOYSA-N을 돌려줍니다.
2단계: PubChem에서 유사체 찾기. 2D 유사도 쿼리(임계값 90)는 하이드록시진(CID 3658, 세티리진의 모약물)과 레보세티리진(CID 1549000, 단일 거울상 이성질체), 그리고 이들의 염을 포함한 관련 화합물을 돌려줍니다. 클로로벤즈하이드릴-피페라진 골격으로 부분 구조 검색을 하면 클로르사이클리진, 메클리진, 부클리진이 추가됩니다.
3단계: ChEMBL에서 활성 비교하기. ChEMBL에서 InChIKey를 조회합니다:
https://www.ebi.ac.uk/chembl/api/data/molecule.json?molecule_structures__standard_inchi_key=ZKLPARSLTMPFCP-UHFFFAOYSA-N
결과는 CHEMBL1000(max phase 4, 1995년 첫 승인)입니다. 활성 기록에는 사람 H1 수용체에 대한 Ki 값 5.89~79 nM(pChEMBL 7.1–8.2)과 훨씬 약한 hERG(KCNH2) IC50 약 30 µM(pChEMBL 약 4.5)이 있습니다. 약 세 자릿수에 이르는 이 차이가 ChEMBL로 쉽게 할 수 있는 선택성 비교입니다. 유사도 검색 https://www.ebi.ac.uk/chembl/api/data/similarity/ZKLPARSLTMPFCP-UHFFFAOYSA-N/80.json은 같은 방식으로 비교할 레보세티리진과 세티리진 염 형태를 나열합니다.
4단계: ZINC에서 구매 가능한 유사체 찾기. SMILES를 CartBlanche22의 유사도 검색에 붙여 넣어 산 곁사슬이나 아릴 고리를 바꾼 주문 생산형 화합물을 보세요. 그런 다음 흥미로운 결과의 성질을 MolDraw에서 확인하세요. 예: 리핀스키 규칙 계산기.
해석 팁: 서로 다른 논문의 활성 값은 서로 다른 분석법으로 측정되었습니다. 같은 표적과 분석법 유형의 pChEMBL 값끼리 비교하고, 단일 측정값은 신중하게 다루세요.
화학 데이터베이스를 잘 검색하는 법
- 정확 일치에는 InChIKey를, 유사도나 부분 구조 검색에는 SMILES를 쓰세요. 이름은 모호합니다("비타민 C", 염, 상표명).
- 염과 입체 이성질체에 주의하세요. 세티리진, 세티리진 이염산염, 레보세티리진은 모든 데이터베이스에서 서로 다른 기록입니다.
- 릴리스나 날짜를 기록하세요. ChEMBL은 릴리스 번호와 함께 인용하고, PubChem을 쿼리한 날짜를 기록하세요.
- 요청 속도 제한을 지키세요. PubChem은 초당 5건 이하를 요청합니다. 큰 작업은 묶어서 처리하거나 대량 파일을 다운로드하세요.
- 재배포 전에 라이선스를 확인하세요. 이 가이드의 모든 곳에서 열람은 무료지만, 데이터를 다시 게시하는 것은 항상 그렇지는 않습니다.
핵심 정리
- PubChem은 가장 큰 무료 화학 데이터베이스이자 화합물 확인의 첫 번째 출발점입니다.
- ChEMBL은 가장 좋은 무료 생물 활성 데이터베이스로, 표적과 연결된 큐레이션된 효력 데이터를 제공합니다.
- ChEBI는 분자를 분류하고, UniChem은 데이터베이스 사이의 ID를 변환합니다.
- ZINC-22는 가상 스크리닝과 유사체 구매용, RCSB PDB는 3D 결합 방식용입니다.
- nmrshiftdb2, MassBank, NIST WebBook은 NMR, MS/MS, IR/열화학을 다룹니다.
- COCONUT은 천연물을, SureChEMBL은 특허를 다룹니다.
- MolDraw에서 그리고, SMILES를 복사하고, InChIKey를 생성하면 이 모든 데이터베이스를 쿼리할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
가장 큰 무료 화학 데이터베이스는?
PubChem이 가장 큰 무료 화학 데이터베이스로, 고유 화합물 약 1억 2,400만 개와 기탁 물질 3억 4,900만 개를 보유하고 있습니다(2026년 10월 확인). ZINC-22에 더 많은 분자(약 549억 개)가 있지만, 대부분은 특성이 확인된 물질이 아니라 스크리닝용 주문 생산형 가상 화합물입니다.
PubChem과 ChEMBL은 무엇이 다른가요?
PubChem은 기탁된 모든 화학 물질을 담으려는 광범위한 집계 데이터베이스라서 물질 확인과 성질 조회에 가장 좋습니다. ChEMBL은 더 작지만 생물 활성을 사람이 직접 큐레이션하고 표준화된 효력 값을 표적과 연결하므로 구조–활성 관계와 신약 개발 질문에 가장 좋습니다.
ZINC는 상업적으로 무료로 쓸 수 있나요?
UCSF ZINC 라이선스에 따르면 ZINC는 기업을 포함해 누구나 무료로 사용하고 다운로드할 수 있습니다. 제한은 재배포입니다: ZINC 팀의 서면 허가 없이 ZINC의 주요 부분을 재배포할 수 없습니다. 화합물 자체는 목록에 있는 공급업체에서 구입해야 합니다.
NMR 스펙트럼이 있는 무료 데이터베이스는?
nmrshiftdb2가 대표적인 무료 NMR 데이터베이스로, 271,817개 구조에 대한 측정 스펙트럼 70,030개(2026년 10월 확인)와 ¹H·¹³C 예측 기능을 갖추고 있습니다. PubChem 화합물 페이지도 다른 출처의 스펙트럼으로 연결되며, NIST Chemistry WebBook은 NMR보다는 IR과 질량 스펙트럼을 다룹니다.
질량 스펙트럼이 있는 무료 데이터베이스는?
MassBank에는 실험 질량 스펙트럼 기록 139,006건(2026년 10월 확인)이 있으며, 대부분 저분자의 MS/MS 스펙트럼이고 기록별 Creative Commons 라이선스를 따릅니다. NIST Chemistry WebBook은 여러 저분자의 전자 이온화 질량 스펙트럼을 온라인으로 제공합니다.
구조로 화학 데이터베이스를 검색할 수 있나요?
네. PubChem, ChEMBL, ChEBI, ZINC, RCSB PDB, nmrshiftdb2, COCONUT, SureChEMBL 모두 구조 검색을 지원하며, 보통 그리거나 SMILES를 붙여 넣어 검색합니다. MolDraw에서 분자를 그려 SMILES를 복사한 뒤 데이터베이스의 구조 검색에 붙여 넣거나, API로 정확 일치, 부분 구조, 유사도 쿼리를 쓸 수 있습니다.
학생에게 가장 좋은 화학 데이터베이스는?
이름, 성질, 안전 데이터는 PubChem, 정의와 화합물 분류는 ChEBI, 3D 구조는 RCSB PDB로 시작하세요. 셋 다 무료이고 계정이 필요 없으며 웹 인터페이스가 명확합니다. 약리학을 공부할 때는 ChEMBL을, NMR을 배울 때는 nmrshiftdb2를 추가하세요.
생물 활성 데이터베이스란?
생물 활성 데이터베이스는 IC50, Ki, EC50 같은, 화합물이 생물학적 표적에 미치는 측정된 효과를 분석법과 단백질에 연결해 저장합니다. ChEMBL이 대표적인 무료 생물 활성 데이터베이스이고, PubChem BioAssay에는 실험실과 스크리닝 센터가 기탁한 스크리닝 결과가 있습니다.
DrugBank는 무료인가요?
DrugBank는 온라인에서 무료로 볼 수 있고, 학술 사용자는 등록 후 CC BY-NC 4.0 라이선스로 데이터 세트를 다운로드할 수 있습니다. 상용 제품이나 서비스에 쓰는 것을 포함한 상업적 사용에는 DrugBank의 유료 라이선스가 필요합니다.
PubChem CID를 ChEMBL ID로 어떻게 바꾸나요?
UniChem을 쓰세요. 화합물의 InChIKey(PubChem 모든 화합물 페이지에 나옴)를 찾아 UniChem compounds API로 보내면 해당하는 ChEMBL, ChEBI, DrugBank, PDB 등의 식별자를 돌려줍니다. 아스피린의 InChIKey BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N은 CID 2244를 CHEMBL25로 연결합니다.
출처
- PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov · PUG-REST 문서 · Kim S. et al. PubChem 2025 update, Nucleic Acids Res. 2025, doi:10.1093/nar/gkae1059
- ChEMBL: ebi.ac.uk/chembl · API 문서 · 라이선스와 소개 · ChEMBL 37 릴리스 게시물
- ChEBI: ebi.ac.uk/chebi · ChEBI 2.0 출시 · ChEBI: re-engineered for a sustainable future, Nucleic Acids Res. 2026, academic.oup.com/nar/article/54/D1/D1768/8349173
- ZINC: CartBlanche22 · Tingle B. I. et al. ZINC-22, J. Chem. Inf. Model. 2023, doi:10.1021/acs.jcim.2c01253 · UCSF ZINC 라이선스
- RCSB PDB: rcsb.org · Data API · Search API · 이용 정책
- UniChem: ebi.ac.uk/unichem · API 문서
- nmrshiftdb2: nmrshiftdb.nmr.uni-koeln.de
- MassBank: massbank.eu · MassBank API · 기록 형식과 라이선스
- COCONUT: coconut.naturalproducts.net · Chandrasekhar V. et al. COCONUT 2.0, Nucleic Acids Res. 2025, doi:10.1093/nar/gkae1063
- SureChEMBL: surechembl.org · SureChEMBL 2.0 발표 · FAQ와 라이선스
- DrugBank: go.drugbank.com · 학술 라이선스
- NIST Chemistry WebBook: webbook.nist.gov/chemistry · NIST SRD 라이선스