El espacio químico es un concepto en quimioinformática que se refiere al espacio de propiedades abarcado por todas las posibles moléculas y compuestos químicos que se adhieren a un conjunto determinado de principios de construcción y condiciones de contorno. Contiene millones de compuestos que son fácilmente accesibles y disponibles para los investigadores. Es una biblioteca utilizada en el método de acoplamiento molecular . [2]
Un espacio químico al que a menudo se hace referencia en quimioinformática es el de las posibles moléculas farmacológicamente activas. Se estima que su tamaño es del orden de 10 60 moléculas. No existen métodos rigurosos para determinar el tamaño preciso de este espacio. Sin embargo, los supuestos [3] utilizados para estimar el número de moléculas farmacológicamente activas potenciales utilizan las reglas de Lipinski , en particular el límite de peso molecular de 500. La estimación también restringe los elementos químicos utilizados: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y Azufre. Además, supone un máximo de 30 átomos para permanecer por debajo de los 500 daltons , permite la ramificación y un máximo de 4 anillos y llega a una estimación de 10 63 . Este número a menudo se cita erróneamente en publicaciones posteriores como el tamaño estimado de todo el espacio de la química orgánica, [4] que sería mucho mayor si se incluyeran los halógenos y otros elementos. Además del espacio similar a las drogas y al espacio similar al plomo, que están definidos, en parte, por la regla de cinco de Lipinski, también se ha desarrollado el concepto de espacio conocido de drogas (KDS), que se define por los descriptores moleculares de las drogas comercializadas. sido introducido. [5] [6] [7] KDS se puede utilizar para ayudar a predecir los límites de los espacios químicos para el desarrollo de fármacos comparando la estructura de las moléculas que están en proceso de diseño y síntesis con los parámetros de descriptores moleculares definidos por el KDS.
En julio de 2009, había 49.037.297 sustancias orgánicas e inorgánicas registradas en el Chemical Abstracts Service , lo que indica que han sido reportadas en la literatura científica . [8] Las bibliotecas químicas utilizadas para la detección en laboratorio de compuestos con propiedades deseadas son ejemplos de bibliotecas químicas del mundo real de tamaño pequeño (de unos pocos cientos a cientos de miles de moléculas).
La exploración sistemática del espacio químico es posible mediante la creación de bases de datos in silico de moléculas virtuales, [9] que pueden visualizarse proyectando el espacio de propiedades multidimensional de las moléculas en dimensiones inferiores. [10] [11] La generación de espacios químicos puede implicar la creación de combinaciones estequiométricas de electrones y núcleos atómicos para producir todos los isómeros de topología posibles para los principios de construcción dados. En quimioinformática , los programas de software llamados generadores de estructuras se utilizan para generar el conjunto de todas las estructuras químicas que se adhieren a condiciones límite determinadas. Los generadores de isómeros constitucionales, por ejemplo, pueden generar todos los isómeros constitucionales posibles de una fórmula molecular bruta determinada.
En el mundo real, las reacciones químicas nos permiten movernos en el espacio químico. La correspondencia entre el espacio químico y las propiedades moleculares a menudo no es única, lo que significa que puede haber moléculas muy diferentes que exhiban propiedades muy similares. El diseño de materiales y el descubrimiento de fármacos implican la exploración del espacio químico.