Un toxicóforo es una estructura química o una parte de una estructura (por ejemplo, un grupo funcional ) que está relacionada con las propiedades tóxicas de una sustancia química. Los toxicóforos pueden actuar directamente (por ejemplo, las dioxinas ) o pueden requerir una activación metabólica (por ejemplo, las nitrosaminas específicas del tabaco ).
La mayoría de las sustancias tóxicas ejercen su toxicidad a través de alguna interacción (p. ej., enlace covalente , oxidación ) con macromoléculas celulares como proteínas o ADN . Esta interacción conduce a cambios en la bioquímica y fisiología celular normal y efectos tóxicos posteriores. Ocasionalmente, el toxicóforo requiere bioactivación , mediada por enzimas , para producir un metabolito más reactivo que es más tóxico. Por ejemplo, las nitrosaminas específicas del tabaco son activadas por enzimas del citocromo P450 para formar una sustancia más reactiva que puede unirse covalentemente al ADN, causando mutaciones que, si no se reparan , pueden conducir al cáncer. Generalmente, diferentes compuestos químicos que contienen el mismo toxicóforo provocan efectos tóxicos similares en el mismo sitio de toxicidad. [1]
Los químicos medicinales y los biólogos estructurales estudian los toxicóforos para predecir (y con suerte evitar) compuestos potencialmente tóxicos al principio del proceso de desarrollo de fármacos. Los toxicóforos también pueden identificarse en compuestos principales y eliminarse o reemplazarse más tarde en el proceso con fracciones menos tóxicas . [2] Ambas técnicas, in silico (predictivas) y a posteriori (experimentales), son áreas activas de investigación y desarrollo en quimioinformática , dentro del campo conocido como Toxicología Computacional . [3] Por ejemplo, en los Estados Unidos, el Centro Nacional de Toxicología Computacional de la EPA [4] patrocina varias bases de datos de toxicidad [5] [6] [7] [8] basadas en modelos predictivos , así como en métodos experimentales de detección de alto rendimiento .