PubChem是美国国家生物技术信息中心NCBI维护的公共化学数据库，也是全球最大的免费化学信息平台。这里能查到化合物结构、理化性质、生物活性、安全数据等信息，用户既可以用化学名称、分子式、CAS号等关键词搜索，也能通过画结构式或者上传文件来查找。

PubChem主要功能

  • 数据整合：PubChem包括三个子库——Compounds标准化化合物结构、Substance用户上传的化合物数据、BioAssay生物活性数据，还整合了科学文献、专利以及基因、蛋白质、生物通路等生物信息。

  • 检索方式：支持关键词检索、结构式检索、批量检索。

  • 化学信息标准化：对化合物结构做标准化处理，提供准确的2D/3D结构、理化性质、安全信息以及供应商信息。

  • 生物活性与文献关联：整合了化合物的生物活性数据，可以按靶点、作用机制筛选，还能链接到相关文献、专利及其他数据库。

PubChem常见应用场景

  • 基础信息查询：用来获取化合物的结构、理化性质、安全数据等基础信息，是化学、药学学生入门的常用工具，也是科研人员验证化合物身份的可靠来源。

  • 药物研发与筛选：通过生物活性数据检索，能快速筛选出有潜在药理活性的化合物比如抗病毒、抗肿瘤化合物，支持构建虚拟筛选候选库；还能关联靶点、通路信息，帮助解析作用机制。

  • 结构与性质研究：可以获取化合物的标准化结构比如SMILES、InChI、理化性质比如logP、分子量，支持开展结构-性质关系研究，为药物设计、材料合成提供数据支持。

  • 教育与科普：作为免费的化学信息资源，PubChem常被用在教学场景里，帮助学生了解化合物的结构、性质及应用。

PubChem使用方法

  • 访问并登录：通过PubChem官网pubchem.ncbi.nlm.nih.gov访问，不用注册就能用基本功能；如果需要批量下载或者用API访问，可以注册账号。

  • 化合物检索：

    关键词检索：在首页搜索栏输入化合物名称比如“阿司匹林”、CAS号比如110-82-7或者分子式比如C9H8O4，点“Search”，结果页面会显示最匹配的化合物，点进去就能看详情。

    结构式检索：点击首页“Draw Structure”，用工具画结构或者上传SDF/MOL文件，选“Exact Match”完全匹配或者“Similarity”相似性，比如Tanimoto系数≥0.8，点“Search”，会显示匹配的化合物列表。

    批量检索：点击首页“UPLOAD ID LIST”，下载示例文件比如CSV格式，填好化合物ID比如PubChem CID，上传后点“Search PubChem With This List”，就能批量获取信息。

  • 详情页信息查看：进入化合物详情页后，通过左侧目录能看到这些信息：OverviewPubChem CID、化合物名称、分子式、分子量、数据更新时间、Structures2D/3D结构，可下载图片或SDF文件、Chemical and Physical Properties理化性质，包括实验值/预测值，还有光谱信息、Pharmacology and Biochemistry药理作用、药代动力学、毒性数据、Literature相关文献，可链接到PubMed、Patent专利信息。

  • 数据下载与分析：详情页能下载结构文件SDF、MOL、理化性质数据CSV、JSON；通过“Batch Download”功能，输入化合物ID列表，能下载多个化合物的信息；还能用PubChem PUG REST APIpubchemdocs.ncbi.nlm.nih.gov/pug-rest，通过编程比如Python、MATLAB自动获取数据，适合大规模数据分析。

常见问题解答

  • 核心价值与用户群体：PubChem核心价值是提供一个免费、全面且权威的化学信息平台，打破信息壁垒。主要用户是科研人员、学生以及化学相关从业者比如制药、化工、食品行业里做研发、生产、安全管理的人。

  • 与其他数据库相比的优劣势：PubChem优势是免费开放没有订阅门槛、数据量特别大尤其是生物活性数据、能和生命科学数据联动作为NCBI的一部分，可以和基因、蛋白等数据库关联；劣势是数据来源比较复杂信息可能来自多个渠道，需要自己判断权威性，深度分析工具不如付费数据库比如SciFinder那么专业。

  • 如何用PubChem做药物研发早期靶点确认：步骤包括先查靶点用基因或蛋白名称搜索，再筛出有已知活性比如IC50值的化合物，接着分析这些活性化合物的共同结构特征，然后基于关键结构片段找相似化合物，最后结合理化性质和毒性信息缩小筛选范围。