La similitud química (o similitud molecular ) se refiere a la similitud de elementos químicos , moléculas o compuestos químicos con respecto a sus cualidades estructurales o funcionales, es decir, el efecto que el compuesto químico tiene sobre los participantes de reacción en entornos inorgánicos o biológicos. Los efectos biológicos y, por tanto, también la similitud de los efectos, normalmente se cuantifican mediante la actividad biológica de un compuesto. En términos generales, la función puede estar relacionada con la actividad química de los compuestos (entre otros).
La noción de similitud química (o similitud molecular ) es uno de los conceptos más importantes en quimioinformática . [1] [2] Desempeña un papel importante en los enfoques modernos para predecir las propiedades de los compuestos químicos, diseñar productos químicos con un conjunto predefinido de propiedades y, especialmente, en la realización de estudios de diseño de fármacos mediante la selección de grandes bases de datos que contienen estructuras de disponibles (o potencialmente). disponibles) productos químicos. Estos estudios se basan en el principio de propiedad similar de Johnson y Maggiora, que establece: compuestos similares tienen propiedades similares . [1]
La similitud química a menudo se describe como una inversa de una medida de distancia en el espacio de descriptores. Ejemplos de medidas de distancia inversa son los núcleos de moléculas , que miden la similitud estructural de compuestos químicos. [3]
El cribado virtual basado en similitudes [4] (un tipo de cribado virtual basado en ligandos) supone que todos los compuestos de una base de datos que son similares a un compuesto de consulta tienen una actividad biológica similar. Aunque esta hipótesis no siempre es válida, [5] muy a menudo el conjunto de compuestos recuperados está considerablemente enriquecido con activos. [6] Para lograr una alta eficacia de la detección basada en similitudes de bases de datos que contienen millones de compuestos, las estructuras moleculares generalmente se representan mediante pantallas moleculares (claves estructurales) o mediante huellas dactilares moleculares de tamaño fijo o variable . Las pantallas moleculares y las huellas dactilares pueden contener información tanto 2D como 3D. Sin embargo, en este ámbito dominan las huellas dactilares 2D, que son una especie de descriptores de fragmentos binarios. Las claves estructurales basadas en fragmentos, como las claves MDL, [7] son suficientemente buenas para manejar bases de datos químicas de tamaño pequeño y mediano, mientras que el procesamiento de bases de datos grandes se realiza con huellas dactilares que tienen una densidad de información mucho mayor. Las huellas dactilares Daylight basadas en fragmentos, [8] BCI, [9] y UNITY 2D (Tripos [10] ) son los ejemplos más conocidos. La medida de similitud más popular para comparar estructuras químicas representadas mediante huellas dactilares es el coeficiente T de Tanimoto (o Jaccard) . Generalmente se consideran dos estructuras similares si T > 0,85 (para huellas dactilares a la luz del día). Sin embargo, es un malentendido común pensar que una similitud de T > 0,85 refleja bioactividades similares en general ("el mito de 0,85"). [11]
El concepto de similitud química se puede ampliar para considerar la teoría de redes de similitud química , donde las propiedades descriptivas de redes y la teoría de grafos se pueden aplicar para analizar un gran espacio químico , estimar la diversidad química y predecir el objetivo del fármaco . Recientemente, también se han desarrollado redes de similitud química 3D basadas en la conformación de ligandos 3D, que pueden usarse para identificar ligandos que saltan de andamios.