structuurgebaseerd

Structuurgebaseerd is een verzamelterm voor benaderingen en methoden die de ruimtelijke structuur van een object als belangrijkste informatiebron gebruiken voor analyse, modellering en voorspelling. In tegenstelling tot sequentiegebaseerde benaderingen, waarin kenmerken uit de opeenvolging van bouwstenen centraal staan, gaat structuurgebaseerd werken uit van de drie-dimensionale vormen, verhoudingen en bindingsmogelijkheden die voortkomen uit die structuur.

Toepassingsvelden omvatten onder meer de chemie, biologie en medicijnontwerp, maar ook andere vakgebieden waar ruimtelijke informatie beschikbaar is. In de geneesmiddelenwetenschap wordt structuurgebaseerd ontwerp bijvoorbeeld toegepast om geneesmiddelachtige liganden te koppelen aan een doelwitproteïne, met technieken als docking, virtueel screening en moleculaire dynamica. In bioinformatica wordt geprobeerd functies en interacties te voorspellen op basis van bekende of gepredicte 3D-structuren, verkregen via X-ray kristallografie, NMR, cryo-EM of homology-modellering.

Veelgebruikte technieken zijn docking en structuurgebaseerde filters, structure-based pharmacophore-modellering en 3D-QSAR. Daarnaast kunnen structurele modellen dienen als uitgangspunt voor simulaties die dynamische gedrag illustreren, zoals flexibiliteit van bindingsplaatsen en allostere effecten.

Voordelen van structuurgebaseerde benaderingen zijn onder meer hun directe gebruik van ruimtelijke relatieinformatie en vaak betere interpretatie van interacties. Nadelen zijn onder meer afhankelijkheid van accurate en relevante structurele data, hoge rekenkosten en beperkte aandacht voor dynamiek en conformationalele variatie.

Structuurgebaseerd staat vaak naast, en kan worden gecombineerd met, sequentiegebaseerde benaderingen. Hybride modellen proberen zowel structurele als sequentiële informatie te benutten voor verbeterde voorspellingen.