Бесплатные химические базы данных: практическое руководство для студентов и исследователей
Коротко: самые полезные бесплатные химические базы данных — PubChem (крупнейшая общая база соединений), ChEMBL (курируемые данные о биоактивности для разработки лекарств), ChEBI (курируемый словарь малых молекул), ZINC (миллиарды доступных для покупки соединений для виртуального скрининга) и RCSB PDB (3D-структуры комплексов белок–лиганд). Для спектров используйте nmrshiftdb2 (ЯМР), MassBank (МС/МС) и NIST Chemistry WebBook; для природных соединений — COCONUT; для патентов — SureChEMBL; а UniChem связывает их идентификаторы между собой.
Студенты-химики рано или поздно сталкиваются с одной и той же задачей: у вас есть молекула, и нужны её свойства, биологическая активность, кристаллическая структура, эталонный спектр или патент. Ответ на каждый из этих вопросов хранится в отдельной базе данных. Это руководство объясняет, что представляет собой каждая крупная бесплатная химическая база данных, для чего она хороша, насколько она велика, что разрешает её лицензия и как к ней обращаться, — с реальными примерами адресов, которые мы проверили перед публикацией.
Все приведённые ниже цифры проверены в октябре 2026 года по официальным сайтам или API. Размеры баз данных меняются с каждым выпуском, поэтому считайте их снимками, а не константами.
Что такое химическая база данных?
Химическая база данных — это коллекция химических структур с поиском, связанных с данными о них: названиями, идентификаторами, рассчитанными свойствами, экспериментальными измерениями, биологической активностью, 3D-координатами, спектрами или документами, где они описаны. В большинстве современных баз данных можно искать по названию, по идентификатору (номер CAS, InChIKey, SMILES) или по нарисованной структуре, а многие предлагают бесплатный REST API для программного доступа.
Главное, что нужно понять: ни одна база данных не делает всего. Они различаются по направленности:
- Энциклопедии соединений (PubChem, ChEBI) отвечают на вопрос «что это за молекула?»
- Базы данных биоактивности (ChEMBL, DrugBank) отвечают на вопрос «что эта молекула делает с белком?»
- Библиотеки для скрининга (ZINC) отвечают на вопрос «какие похожие молекулы можно купить или задокировать?»
- Структурные базы данных (RCSB PDB) отвечают на вопрос «как эта молекула располагается в своей мишени?»
- Спектральные базы данных (nmrshiftdb2, MassBank, NIST WebBook) отвечают на вопрос «как должен выглядеть её спектр?»
- Специализированные коллекции (COCONUT для природных соединений, SureChEMBL для патентов) закрывают ниши, которые пропускают крупные базы.
Как сравниваются бесплатные химические базы данных?
| База данных | Направленность | Размер (проверено в окт. 2026) | Лучше всего подходит для | API | Лицензия |
|---|---|---|---|---|---|
| PubChem | Общие соединения, вещества, биоанализы | ~124 млн соединений, ~349 млн веществ | Идентификаторы, свойства, широкий поиск | PUG-REST, PUG-View | Бесплатно; условия повторного использования зависят от депонента |
| ChEMBL | Курируемая биоактивность | 2,92 млн соединений, 24,5 млн значений активности, 18 552 мишени (ChEMBL 37) | SAR, активность, мишени лекарств | REST (JSON/XML) | CC BY-SA 3.0 |
| ChEBI | Курируемый словарь малых молекул + онтология | 201 471 запись, 61 961 полностью курируемая (выпуск 244) | Определения, классы, биологические роли | REST (ChEBI 2.0) | CC BY 4.0 |
| ZINC-22 | Доступные для покупки соединения «синтез на заказ» | ~54,9 млрд (2D), ~5,9 млрд (3D) | Виртуальный скрининг, покупка аналогов | Веб (CartBlanche), массовое скачивание | Бесплатно; без распространения значительных частей без разрешения |
| RCSB PDB | 3D-структуры макромолекул | 260 724 записи | Комплексы белок–лиганд, подготовка к докингу | Data API, Search API | CC0 1.0 |
| UniChem | Перекрёстное сопоставление идентификаторов | 25 источников | Перевод идентификаторов между базами данных | REST | Бесплатно (условия EMBL-EBI); действуют лицензии источников |
| nmrshiftdb2 | Спектры ЯМР + предсказание | 271 817 структур, 70 030 измеренных спектров | Эталонные спектры и предсказание ЯМР ¹H/¹³C | Веб; новый REST-интерфейс | Лицензия открытого контента |
| MassBank (Европа) | Экспериментальные масс-спектры | 139 006 записей | Сопоставление МС/МС, метаболомика | REST | Creative Commons для каждой записи |
| COCONUT 2.0 | Природные соединения | 738 829 уникальных молекул, 71 коллекция | Поиск природных соединений | REST (требуется вход) | CC0 (данные) |
| SureChEMBL | Химия из патентов | 116,6 млн патентных документов (май 2025) | Проверка уровня техники, патентный ландшафт | REST | CC BY 4.0 |
| DrugBank | Лекарства и их мишени | н/д (не проверялось) | Сведения об одобренных лекарствах | Платный API | Бесплатно для академических целей, CC BY-NC 4.0; для коммерции нужна лицензия |
| NIST Chemistry WebBook | Термохимия, ИК, ЭИ-МС | н/д (не проверялось) | Эталонные ИК/МС, физические данные | Только веб | NIST Standard Reference Data (защищено авторским правом) |
Что такое PubChem? Самая большая бесплатная химическая база данных
PubChem — крупнейшая в мире бесплатная химическая база данных, которую ведёт Национальный центр биотехнологической информации США (NCBI). Она объединяет данные более чем тысячи поставщиков в связанные коллекции: Substance (то, что прислали депоненты), Compound (уникальные стандартизованные структуры), BioAssay, Protein, Gene, Pathway и Patent.
- Размер: около 124 млн соединений и 349 млн веществ на главной странице PubChem (проверено в октябре 2026 года). В рецензируемой статье PubChem 2025 update на сентябрь 2024 года указано 118,6 млн соединений.
- Применение: поиск названий, синонимов, номеров CAS, формул, рассчитанных свойств (XLogP, TPSA), данных о безопасности, поставщиков и литературы.
- Кто пользуется: студенты, преподаватели, химики-аналитики, токсикологи, хемоинформатики и все, кому нужен быстрый и надёжный идентификатор.
- Доступ: веб-поиск с редактором структур и бесплатный API PUG-REST. PubChem просит программных пользователей не превышать 5 запросов в секунду.
- Лицензия: бесплатное использование; права на повторное использование определяются каждым источником данных, поэтому перед распространением данных проверяйте источник.
Запрос простыми словами: «Дай мне формулу, молекулярную массу, SMILES и InChIKey аспирина».
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/rest/pug/compound/name/aspirin/property/MolecularFormula,MolecularWeight,SMILES,InChIKey/JSON
Реальный ответ (сокращён):
{"PropertyTable": {"Properties": [{
"CID": 2244,
"MolecularFormula": "C9H8O4",
"MolecularWeight": "180.16",
"SMILES": "CC(=O)OC1=CC=CC=C1C(=O)O",
"InChIKey": "BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N"}]}}
Внимание: PubChem переименовал свойства SMILES. Запрос старого CanonicalSMILES по-прежнему работает, но ответ теперь приходит с меткой ConnectivitySMILES (без стереохимии). Запрашивайте SMILES, если нужна полная строка с учётом стереохимии.
Ещё проверенные запросы к PubChem:
- InChIKey в CID:
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/rest/pug/compound/inchikey/BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N/cids/JSONвозвращает2244. - 2D-сходство (≥90 %) с цетиризином:
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/rest/pug/compound/fastsimilarity_2d/cid/2678/cids/JSON?Threshold=90&MaxRecords=10 - Поиск подструктуры по SMILES:
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/rest/pug/compound/fastsubstructure/smiles/c1ccc(cc1)C(c1ccc(Cl)cc1)N1CCNCC1/cids/JSON?MaxRecords=10
Что такое ChEMBL? Главная база данных биоактивности
ChEMBL — вручную курируемая база данных биоактивных лекарствоподобных молекул, которую ведёт Европейский институт биоинформатики EMBL (EMBL-EBI). Её основа — измеренные данные об активности, например значения IC50, Ki и EC50, извлечённые из журнальных статей и депонированных наборов данных; каждое значение связано с соединением, анализом и биологической мишенью.
- Размер (ChEMBL 37, май 2026): 2 921 148 различных соединений, 24 527 044 значения активности, 18 552 мишени и 101 100 публикаций — по данным эндпоинта статуса API ChEMBL.
- Применение: связь «структура — активность» (SAR), поиск известных активных соединений для мишени, создание обучающих наборов для машинного обучения и проверка стадии одобрения лекарства.
- Кто пользуется: специалисты по медицинской химии, фармакологи, вычислительные химики и специалисты по данным.
- Доступ: веб-интерфейс и бесплатный REST API (JSON или XML), а также полные выгрузки (SQLite, PostgreSQL, SDF).
- Лицензия: CC BY-SA 3.0. ChEMBL просит сохранять идентификаторы ChEMBL и номер выпуска при повторном использовании данных.
Запрос простыми словами: «Найди аспирин в ChEMBL».
https://www.ebi.ac.uk/chembl/api/data/molecule/search.json?q=aspirin
Первый результат — CHEMBL25 (ASPIRIN, максимальная фаза 4, то есть одобрен), со SMILES CC(=O)Oc1ccccc1C(=O)O.
Запрос простыми словами: «Какие значения активности есть в ChEMBL для цетиризина (CHEMBL1000) на гистаминовом H1-рецепторе человека (CHEMBL231)?»
https://www.ebi.ac.uk/chembl/api/data/activity.json?molecule_chembl_id=CHEMBL1000&target_chembl_id=CHEMBL231&pchembl_value__isnull=false
Реальный ответ (сокращён до двух из 12 полученных записей):
{"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 и ChEMBL: в чём разница?
PubChem — широкий, ChEMBL — глубокий. PubChem стремится включить каждое вещество, которое кто-либо депонировал, поэтому это лучшее место для идентификации соединения. В ChEMBL гораздо меньше соединений, но их биологическая активность курируется в едином формате (стандартные единицы, значения pChEMBL, сопоставленные мишени), поэтому именно там стоит спрашивать «насколько оно активно и на чём?». На практике используют обе: PubChem — чтобы подтвердить структуру и идентификаторы, ChEMBL — чтобы прочитать фармакологию.
Что такое ChEBI? Курируемый словарь малых молекул
ChEBI (Chemical Entities of Biological Interest) — вручную курируемый словарь и онтология малых молекул, который ведёт EMBL-EBI. У курируемых записей есть определение, структура, синонимы и онтологические связи, которые говорят, чем молекула является (например, «член класса бензойных кислот») и какую роль играет (например, «нестероидный противовоспалительный препарат»).
- Размер: 201 471 запись, из них 61 961 — полностью курируемые записи «3 звезды» (выпуск 244, по данным статьи 2026 года в Nucleic Acids Research).
- Применение: единообразные названия и классификация, аннотирование данных метаболомики и системной биологии, обучение функциональным группам и классам соединений.
- Доступ: у ChEBI 2.0 (запущен в октябре 2025 года) новый сайт и REST API; старые сервисы SOAP выведены из эксплуатации.
- Лицензия: CC BY 4.0.
Запрос простыми словами: «Что такое CHEBI:15365?»
https://www.ebi.ac.uk/chebi/backend/api/public/compound/CHEBI:15365/
Ответ возвращает "name": "acetylsalicylic acid", формулу C9H8O4, моноизотопную массу 180.04226 и текст определения. Работает и текстовый поиск: https://www.ebi.ac.uk/chebi/backend/api/public/es_search/?term=aspirin.
Что такое ZINC? Миллиарды соединений для виртуального скрининга
ZINC — бесплатная база данных коммерчески доступных («реально синтезируемых») соединений, подготовленных для виртуального скрининга, созданная лабораториями Ирвина и Шойчета в UCSF. ZINC-22 сосредоточена на огромных каталогах «синтез на заказ» от Enamine, WuXi и Mcule, а родственная база ZINC20 охватывает меньшие каталоги соединений в наличии. ZINC15 — предыдущее поколение, которое до сих пор упоминают многие руководства.
- Размер: около 54,9 млрд молекул в 2D и 5,9 млрд в готовых к докингу 3D-форматах (главная страница CartBlanche22, проверено в октябре 2026 года). В статье о ZINC-22 на момент публикации было указано 37 млрд 2D-молекул — это показывает, как быстро она растёт.
- Применение: кампании докинга, поиск доступных для покупки аналогов и скачивание готовых к докингу 3D-файлов с зарядами и конформациями.
- Кто пользуется: вычислительные химики, структурные биологи и академические группы скрининга.
- Доступ: веб-интерфейс CartBlanche (поиск по сходству, подструктуре и ID), массовые выгрузки и облачные копии.
- Лицензия: «бесплатно для использования и скачивания всеми»; нельзя распространять значительные части без письменного разрешения (лицензия UCSF ZINC).
Запрос простыми словами: «Найди доступные для покупки соединения, похожие на цетиризин». Вставьте SMILES OC(=O)COCCN1CCN(CC1)C(c1ccccc1)c1ccc(Cl)cc1 в поиск по сходству на cartblanche22.docking.org.
Честное примечание: во время написания руководства нам не удалось надёжно автоматизировать запросы к ZINC. Страницы ZINC15/ZINC20 закрыты капчей, а задачи поиска CartBlanche22, отправленные программно, вернулись пустыми. Для большинства пользователей рекомендуется веб-интерфейс.
Что такое RCSB PDB? 3D-структуры белков и лигандов
Protein Data Bank (PDB) — единый мировой архив экспериментально определённых 3D-структур белков, нуклеиновых кислот и их комплексов; RCSB PDB — его центр данных в США и поисковый портал. Для химиков ценность PDB — в связанных лигандах: можно точно увидеть, как малая молекула располагается в своём связывающем кармане.
- Размер: 260 724 текущих записи (API holdings RCSB, проверено в октябре 2026 года).
- Применение: изучение способов связывания, подготовка рецепторов к докингу, обучение структуре белков и поиск всех структур с заданным лигандом.
- Доступ: веб, Data API (
data.rcsb.org) и Search API (search.rcsb.org), поддерживающий текстовый, последовательностный и химический поиск. - Лицензия: данные PDB выпускаются по CC0 1.0 (общественное достояние).
Запрос простыми словами: «Покажи запись лиганда аспирина (ID компонента AIN)».
https://data.rcsb.org/rest/v1/core/chemcomp/AIN
Ответ возвращает название 2-(ACETYLOXY)BENZOIC ACID и формулу C9 H8 O4.
Запрос простыми словами: «В каких записях PDB есть аспирин?» (Search API; вставьте в браузер, который сам закодирует JSON в URL):
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"}
Реальный ответ (сокращён): "total_count": 8, с записями вроде 1OXR, 1TGM и 3GCL. Химический поиск, отправленный со SMILES аспирина (service: "chemical"), тоже вернул AIN как лучшее совпадение. Любую из этих записей можно загрузить по её PDB ID в просмотрщике белков MolDraw или открыть на rcsb.org.
Что такое UniChem? Перевод идентификаторов между базами данных
UniChem — сервис EMBL-EBI для перекрёстных ссылок между идентификаторами: дайте ему один идентификатор структуры, и он вернёт соответствующие ID в других базах данных. Он связывает записи через стандартные InChI/InChIKey, поэтому работает всякий раз, когда две базы содержат одну и ту же структуру.
- Размер: 25 источников в API UniChem, включая ChEMBL, PubChem, ChEBI, DrugBank, RCSB PDB, PDBe, SureChEMBL, HMDB, BindingDB и nmrshiftdb2 (проверено в октябре 2026 года).
- Применение: объединение наборов данных, переход от ChEMBL ID к коду лиганда PDB и проверка, где ещё встречается соединение.
- Доступ: веб и REST API (
/unichem/api/v1/). - Лицензия: бесплатно по условиям использования EMBL-EBI; данные за каждым сопоставленным ID сохраняют лицензию своего источника.
Запрос простыми словами: «Где ещё встречается InChIKey аспирина?»
curl -X POST https://www.ebi.ac.uk/unichem/api/v1/compounds \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"type":"inchikey","compound":"BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N"}'
Ответ сопоставляет его, среди прочего, с CHEMBL25, CHEBI:15365, PubChem CID 2244, DrugBank DB00945, лигандом PDB AIN и Guide to Pharmacology 4139.
Что такое nmrshiftdb2? Бесплатная база данных спектров ЯМР
nmrshiftdb2 — открытая рецензируемая веб-база данных органических структур и их спектров ЯМР со встроенным предсказанием сдвигов ¹H и ¹³C. Её основа — полностью отнесённые спектры, многие с исходными данными.
- Размер: 271 817 структур, 70 030 измеренных и 396 583 рассчитанных спектра (счётчик на главной странице, проверено в октябре 2026 года).
- Применение: проверка отнесения, поиск эталонных сдвигов для класса соединений и обучение интерпретации ЯМР.
- Доступ: веб-поиск по структуре, подструктуре, спектру и другим свойствам; в июне 2026 года сайт объявил о новом REST-интерфейсе (мы его не тестировали).
- Лицензия: программное обеспечение с открытым исходным кодом, данные опубликованы по лицензии открытого контента.
Запрос простыми словами: «Найди измеренные спектры ¹³C соединений с 4-хлорбензгидрильной группой». Нарисуйте фрагмент на вкладке поиска nmrshiftdb2 и выполните поиск по подструктуре. Для быстрой оценки до поиска инструмент MolDraw «Структура в ЯМР» предскажет спектр по вашему рисунку.
Что такое MassBank? Экспериментальные спектры МС/МС
MassBank — открытый репозиторий экспериментальных масс-спектров малых молекул, пополняемый лабораториями всего мира. В примерах используется MassBank Europe (massbank.eu). Каждая запись описывает один спектр: соединение, прибор, ионизацию, энергию соударений и список пиков.
- Размер: 139 006 записей (счётчик API MassBank, проверено в октябре 2026 года).
- Применение: идентификация неизвестных в ВЭЖХ-МС/МС и метаболомике, сравнение схем фрагментации и обучение масс-спектрометрии.
- Доступ: веб-поиск (название, формула, пики) и REST API.
- Лицензия: у каждой записи своя лицензия Creative Commons (по умолчанию CC BY, но некоторые — CC0, CC BY-SA или некоммерческие), поэтому перед повторным использованием проверяйте поле
license.
Запрос простыми словами: «Перечисли спектры кофеина в MassBank».
https://massbank.eu/MassBank-api/records/search?compound_name=caffeine
Запрос вернул 134 идентификатора записей. Загрузка одной из них, https://massbank.eu/MassBank-api/records/MSBNK-ACES_SU-AS000088, даёт спектр MS2 LC-APCI Orbitrap для [M+H]⁺ с прекурсором при m/z 195,088 и основным фрагментом при m/z 138,067 под лицензией CC BY.
Что такое COCONUT? Открытая база данных природных соединений
COCONUT (COlleCtion of Open NatUral producTs) — крупнейшая открытая коллекция структур природных соединений, курируемая группой Штайнбека в Йенском университете имени Фридриха Шиллера. Версия 2.0 связывает каждую молекулу с организмами-источниками, литературой и стереохимическими вариантами.
- Размер: 738 829 уникальных молекул из 71 коллекции и 73 137 организмов (страница статистики COCONUT, проверено в октябре 2026 года). В статье о COCONUT 2.0 на момент выпуска в сентябре 2024 года указано 695 133.
- Применение: дерепликация природных соединений, идеи для каркасов и формирование наборов для скрининга.
- Доступ: веб-поиск (название, структура, подструктура, сходство) и полные выгрузки SDF/SQL. REST API существует, но требует входа в бесплатную учётную запись, поэтому для этого руководства мы его не запускали.
- Лицензия: данные — CC0; код — MIT.
Запрос простыми словами: «Покажи природные соединения, похожие на кофеин». Вставьте SMILES кофеина CN1C=NC2=C1C(=O)N(C(=O)N2C)C в поиск по структуре на coconut.naturalproducts.net.
Что такое SureChEMBL? Химия из патентов
SureChEMBL — бесплатная патентная химическая база данных EMBL-EBI: она анализирует текст и изображения патентных документов и извлекает упомянутые в них химические структуры. Это самый простой бесплатный способ спросить: «В каких патентах есть эта структура?»
- Размер: SureChEMBL 2.0 (май 2025) охватывает около 116,6 млн патентных документов пяти ведомств (CNIPA, EPO, JPO, USPTO, WIPO); только USPTO дало около 19,9 млн уникальных соединений.
- Применение: проверка уровня техники, патентный ландшафт и обнаружение серий соединений до их появления в журналах.
- Доступ: веб-поиск по структуре или ключевому слову, REST API и массовые файлы Parquet, обновляемые каждые две недели.
- Лицензия: CC BY 4.0.
Запрос простыми словами: «Сопоставь название цетиризин с соединением SureChEMBL».
https://www.surechembl.org/api/chemical/name/cetirizine
Реальный ответ (сокращён): "chemical_id": "4176", "inchi_key": "ZKLPARSLTMPFCP-UHFFFAOYSA-N". Затем в веб-интерфейсе можно найти патенты, содержащие эту структуру.
А как же DrugBank и NIST Chemistry WebBook?
DrugBank — подробная база знаний об одобренных и исследуемых лекарствах, их мишенях, метаболизме и взаимодействиях. Просматривать её можно бесплатно, но для скачивания нужна учётная запись; академические наборы данных лицензируются по CC BY-NC 4.0 для некоммерческого использования, а для коммерческого нужна платная лицензия. Считайте её «бесплатной для чтения, но не для повторного использования».
NIST Chemistry WebBook (NIST Standard Reference Database 69) предлагает термохимические данные, ИК-спектры в газовой фазе и масс-спектры с ионизацией электронами для многих малых молекул. Поиск онлайн бесплатный, например https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?Name=caffeine&Units=SI, но данные защищены авторским правом, и для массового распространения нужно разрешение NIST.
Какую химическую базу данных использовать?
| Ваш вопрос | Начните с | Затем попробуйте |
|---|---|---|
| Что это за соединение? Название, формула, CAS, свойства | PubChem | ChEBI |
| Насколько оно активно и на какой мишени? | ChEMBL | PubChem BioAssay |
| К какому классу оно относится и какова его биологическая роль? | ChEBI | PubChem |
| Какие похожие соединения можно купить или задокировать? | ZINC-22 | PubChem (поставщики) |
| Как лиганд связывается со своим белком? | RCSB PDB | ChEMBL (данные о мишенях) |
| У меня есть ID из базы A; какой он в базе B? | UniChem | Перекрёстные ссылки PubChem |
| Как должен выглядеть её спектр ЯМР ¹H/¹³C? | nmrshiftdb2 | Предсказание ЯМР в MolDraw |
| Совпадает ли мой спектр МС/МС с известным соединением? | MassBank | NIST WebBook (ЭИ-МС) |
| Это природное соединение, и из какого организма? | COCONUT | ChEBI |
| Есть ли эта структура в патенте? | SureChEMBL | PubChem Patent |
| Сведения об одобренном лекарстве? | DrugBank (просмотр) | ChEMBL |
| Термохимия или эталонный ИК-спектр? | NIST WebBook | PubChem |
Как использовать эти базы данных вместе с MolDraw?
В большинстве баз данных поиск лучше работает по машиночитаемому идентификатору, а не по названию. MolDraw выдаёт такие идентификаторы прямо по рисунку:
- Нарисуйте структуру в редакторе MolDraw (или вставьте название с помощью инструмента «Название в структуру»).
- Скопируйте SMILES из верхней строки параметров. Copy as… в контекстном меню даёт также форматы InChI и MOL (см. главу о SMILES в курсе MolDraw).
- Получите InChIKey с помощью конвертера SMILES в InChIKey. InChIKey — самый надёжный ключ точного совпадения в PubChem, ChEMBL, ChEBI и UniChem.
- Выполните запрос: вставьте SMILES в поиск по структуре базы данных или подставьте InChIKey в один из REST-адресов выше.
- Верните результаты: преобразуйте PubChem CID конвертером CID в SMILES или InChIKey инструментом InChIKey в SMILES, затем вставьте результат в MolDraw для редактирования.
Разобранный пример: как сравнить аналоги цетиризина?
Допустим, вы изучаете антигистаминный препарат цетиризин и хотите узнать, какие у него есть близкие аналоги, насколько они активны и можно ли купить новые. Вот порядок работы с тремя базами данных; каждое число получено из реальных запросов, которые мы выполнили.
Шаг 1. Идентифицируйте его в PubChem. Нарисуйте цетиризин в MolDraw, скопируйте SMILES и найдите его:
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/rest/pug/compound/name/cetirizine/property/MolecularFormula,MolecularWeight,InChIKey,XLogP,TPSA/JSON
PubChem возвращает CID 2678, C21H25ClN2O3, MW 388,9, XLogP 1,7, TPSA 53 и InChIKey ZKLPARSLTMPFCP-UHFFFAOYSA-N.
Шаг 2. Найдите аналоги в PubChem. Запрос 2D-сходства (порог 90) возвращает родственные соединения, включая гидроксизин (CID 3658, исходный препарат цетиризина) и левоцетиризин (CID 1549000, его отдельный энантиомер), а также их соли. Поиск по подструктуре с хлорбензгидрилпиперазиновым ядром добавляет хлорциклизин, меклизин и буклизин.
Шаг 3. Сравните активность в ChEMBL. Найдите InChIKey в ChEMBL:
https://www.ebi.ac.uk/chembl/api/data/molecule.json?molecule_structures__standard_inchi_key=ZKLPARSLTMPFCP-UHFFFAOYSA-N
Это даёт CHEMBL1000 (максимальная фаза 4, впервые одобрен в 1995 году). Среди его записей активности — значения Ki на H1-рецепторе человека от 5,89 до 79 nM (pChEMBL 7,1–8,2) и гораздо более слабое IC50 на hERG (KCNH2) около 30 µM (pChEMBL около 4,5). Такое окно примерно в три порядка величины — пример сравнения селективности, которое ChEMBL делает простым. Поиск по сходству, https://www.ebi.ac.uk/chembl/api/data/similarity/ZKLPARSLTMPFCP-UHFFFAOYSA-N/80.json, выдаёт левоцетиризин и солевые формы цетиризина для такого же сравнения.
Шаг 4. Поищите доступные для покупки аналоги в ZINC. Вставьте SMILES в поиск по сходству CartBlanche22, чтобы увидеть соединения «синтез на заказ» с изменённой кислотной боковой цепью или арильными кольцами. Затем проверьте свойства интересных находок в MolDraw, например с помощью калькулятора правила Липински.
Совет по интерпретации: значения активности из разных статей измерены в разных анализах. Сравнивайте значения pChEMBL для одной мишени и одного типа анализа и относитесь к единичным измерениям осторожно.
Как эффективно искать в химических базах данных?
- Используйте InChIKey для точных совпадений, а SMILES — для поиска по сходству и подструктуре. Названия неоднозначны («витамин C», соли, торговые названия).
- Учитывайте соли и стереоизомеры. Цетиризин, цетиризина дигидрохлорид и левоцетиризин — разные записи в любой базе данных.
- Отмечайте выпуск или дату. Цитируйте ChEMBL с номером выпуска и записывайте дату запроса к PubChem.
- Соблюдайте ограничения частоты запросов. PubChem просит не более 5 запросов в секунду; объединяйте большие задачи в пакеты или скачивайте массовые файлы.
- Проверяйте лицензию перед распространением. Просмотр везде в этом руководстве бесплатен, а повторная публикация данных — не всегда.
Главное
- PubChem — крупнейшая бесплатная химическая база данных и лучшая отправная точка для идентификации соединения.
- ChEMBL — лучшая бесплатная база данных биоактивности: курируемые данные об активности, связанные с мишенями.
- ChEBI классифицирует молекулы; UniChem переводит ID между базами данных.
- ZINC-22 — для виртуального скрининга и покупки аналогов; RCSB PDB — для 3D-способов связывания.
- nmrshiftdb2, MassBank и NIST WebBook охватывают ЯМР, МС/МС и ИК/термохимию.
- COCONUT охватывает природные соединения, а SureChEMBL — патенты.
- Нарисуйте в MolDraw, скопируйте SMILES, получите InChIKey — и вы сможете обращаться ко всем этим базам.
Вопросы и ответы
Какая бесплатная химическая база данных самая большая?
PubChem — самая большая бесплатная химическая база данных: около 124 млн уникальных соединений и 349 млн депонированных веществ (проверено в октябре 2026 года). В ZINC-22 молекул больше (около 54,9 млрд), но большинство из них — виртуальные соединения «синтез на заказ» для скрининга, а не охарактеризованные вещества.
Чем PubChem отличается от ChEMBL?
PubChem — широкий агрегатор, который стремится охватить все депонированные вещества, поэтому он лучше всего подходит для идентификации и свойств. ChEMBL меньше, но вручную курируется по биоактивности, со стандартизованными значениями активности, связанными с мишенями, поэтому он лучше всего подходит для вопросов о связи «структура — активность» и разработке лекарств.
Можно ли бесплатно использовать ZINC в коммерческих целях?
Согласно лицензии UCSF ZINC, ZINC можно бесплатно использовать и скачивать всем, включая компании. Ограничение касается распространения: нельзя распространять значительные части ZINC без письменного разрешения команды ZINC. Сами соединения нужно покупать у указанных поставщиков.
В какой бесплатной базе данных есть спектры ЯМР?
nmrshiftdb2 — основная бесплатная база данных ЯМР: 70 030 измеренных спектров для 271 817 структур (проверено в октябре 2026 года) и встроенное предсказание ¹H и ¹³C. Страницы соединений PubChem также ссылаются на спектры из других источников, а NIST Chemistry WebBook охватывает ИК- и масс-спектры, но не ЯМР.
В какой бесплатной базе данных есть масс-спектры?
MassBank содержит 139 006 записей экспериментальных масс-спектров (проверено в октябре 2026 года), в основном спектры МС/МС малых молекул, с лицензиями Creative Commons для каждой записи. NIST Chemistry WebBook предлагает онлайн масс-спектры с ионизацией электронами для многих малых молекул.
Можно ли искать в химических базах данных по структуре?
Да. PubChem, ChEMBL, ChEBI, ZINC, RCSB PDB, nmrshiftdb2, COCONUT и SureChEMBL поддерживают поиск по структуре — обычно по рисунку или вставленному SMILES. Можно нарисовать молекулу в MolDraw, скопировать её SMILES и вставить в поиск по структуре базы данных или использовать запросы на точное совпадение, подструктуру или сходство через их API.
Какая химическая база данных лучше всего подходит студентам?
Начните с PubChem для названий, свойств и данных о безопасности, ChEBI для определений и классов соединений и RCSB PDB для 3D-структур. Все три бесплатны, не требуют регистрации и имеют понятный веб-интерфейс. Добавьте ChEMBL, когда изучаете фармакологию, и nmrshiftdb2, когда осваиваете ЯМР.
Что такое база данных биоактивности?
База данных биоактивности хранит измеренные эффекты соединений на биологические мишени, например значения IC50, Ki или EC50, связанные с анализом и белком. ChEMBL — ведущая бесплатная база данных биоактивности; PubChem BioAssay содержит результаты скрининга, депонированные лабораториями и скрининговыми центрами.
DrugBank бесплатен?
DrugBank можно бесплатно просматривать онлайн, а академические пользователи после регистрации могут скачивать наборы данных по лицензии CC BY-NC 4.0. Для коммерческого использования, в том числе в коммерческих продуктах или сервисах, нужна платная лицензия DrugBank.
Как перевести PubChem CID в ChEMBL ID?
Используйте UniChem. Найдите InChIKey соединения (PubChem показывает его на каждой странице соединения), затем отправьте его в API соединений UniChem, который вернёт соответствующие идентификаторы ChEMBL, ChEBI, DrugBank, PDB и другие. Для аспирина InChIKey BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N сопоставляет CID 2244 с CHEMBL25.
Источники
- PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov · документация PUG-REST · Kim S. et al. PubChem 2025 update, Nucleic Acids Res. 2025, doi:10.1093/nar/gkae1059
- ChEMBL: ebi.ac.uk/chembl · документация API · лицензия и описание · анонс выпуска ChEMBL 37
- ChEBI: ebi.ac.uk/chebi · запуск ChEBI 2.0 · 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 · лицензия UCSF ZINC
- RCSB PDB: rcsb.org · Data API · Search API · правила использования
- UniChem: ebi.ac.uk/unichem · документация API
- nmrshiftdb2: nmrshiftdb.nmr.uni-koeln.de
- MassBank: massbank.eu · MassBank API · формат записей и лицензии
- COCONUT: coconut.naturalproducts.net · Chandrasekhar V. et al. COCONUT 2.0, Nucleic Acids Res. 2025, doi:10.1093/nar/gkae1063
- SureChEMBL: surechembl.org · анонс SureChEMBL 2.0 · FAQ и лицензия
- DrugBank: go.drugbank.com · академическое лицензирование
- NIST Chemistry WebBook: webbook.nist.gov/chemistry · лицензирование NIST SRD