قارن المركبات المماثلة جنبًا إلى جنب بتشابه تانيموتو في MolDraw
إجابة مختصرة: ثبّت Compare molecules من Settings ‹ Plugins، وارسم جزيئك المرجعي، وافتح علامة التبويب Compare واضغط Add canvas. الصق بنى أخرى بصيغة SMILES، واحدة في كل سطر، واضغط Add SMILES. يعرض كل صف درجة التشابه البنيوي (تانيموتو)، ودرجة التشابه الوظيفي، وقائمة قصيرة بالتغييرات. اضغط CSV لتصدير الجدول.
لماذا نضع رقمًا لـ "التشابه"؟
يقول الكيميائيون طوال الوقت إن جزيئين "متشابهان". اسأل ثلاثة أشخاص عن مدى تشابه الباراسيتامول والأسبرين، وستحصل على ثلاث إجابات. أما درجة التشابه فتمنح الجميع المقياس نفسه.
ويهم ذلك عندما تعمل على سلسلة من المركبات المماثلة، أو تختار مركبات لاختبارها، أو تدرّس علاقات البنية–النشاط. تتيح لك الدرجة ترتيب قائمة بدلًا من تقديرها بالعين، وتخبرك قائمة التغييرات بما يختلف فعلًا عن المرجع.
ماذا يعني تشابه تانيموتو
يحوّل البرنامج أولًا كل جزيء إلى بصمة: صف طويل من البتات (تشغيل/إيقاف). يسجّل كل بت ما إذا كانت سمة بنيوية، مثل حلقة أو جزء صغير، موجودة.
يقارن معامل تانيموتو بين بصمتين: عُدّ البتات المفعّلة في الجزيئين كليهما واقسمها على البتات المفعّلة في أيٍّ منهما. إذا كان للجزيء A عدد a من البتات المفعّلة، وللجزيء B عدد b، ويشتركان في c، فإن T = c / (a + b − c). الدرجة 1 (100%) تعني أن البصمتين متطابقتان، والدرجة 0 تعني أنهما لا تشتركان في أي سمة.
تذكّر ثلاث نقاط:
- تعتمد الدرجة على البصمة. فقد يحصل الزوج نفسه على درجات مختلفة في برامج مختلفة، لذا قارن الأرقام داخل أداة واحدة فقط.
- بصمات كهذه تتجاهل الكيمياء الفراغية. فالمتشاكلان الضوئيان (الإنانتيومران) يحصلان على البصمة نفسها.
- البنى المتشابهة لها غالبًا، لا دائمًا، نشاط متشابه. وقد يُلغي تغيير صغير النشاط تمامًا.
ما الذي تعرضه الإضافة
| التشابه البنيوي | درجة تانيموتو على بصمة بنيوية (الذرات والروابط نفسها). |
|---|---|
| التشابه الوظيفي | تشابه سمات الفارماكوفور: مانحات ومستقبلات الرابطة الهيدروجينية، والحلقات الأروماتية، والشحنات، والهالوجينات، والمجموعات الكارهة للماء. |
| التغييرات | الفروق عن المرجع بلغة واضحة، مثل Cl → H، إضافة إلى ملاحظات مثل اختلاف في مركز فراغي أو في البرتنة. |
| 2D و3D وProperties | رسومات جنبًا إلى جنب مع تلوين الفروق، وتراكب ثلاثي الأبعاد مع RMSD، وجدول للخصائص الفيزيائية الكيميائية وشبه الدواء. |
| CSV | يصدّر جدول المقارنة مع الدرجات والتغييرات وقيم الخصائص. |
كيفية تثبيت Compare molecules
- افتح محرر MolDraw وسجّل الدخول. الحساب المجاني يكفي.
- انقر على Settings (رمز الترس)، ثم Plugins.
- انقر على Install بجوار Compare Molecules. تظهر علامة تبويب Compare في لوحة التحليل.
كيف تقارن سلسلة خطوة بخطوة
- ارسم الجزيء المرجعي على لوحة الرسم.
- افتح علامة التبويب Compare واضغط Add canvas. أول جزيء في القائمة هو المرجع. وإذا كانت لوحة الرسم تحوي عدة جزيئات، يُضاف كل منها.
- الصق مزيدًا من البنى في مربع SMILES، واحدة في كل سطر. يمكنك إضافة اسم بعد مسافة، مثل
CC(=O)Nc1ccc(O)cc1 paracetamol. - اضغط Add SMILES. يعرض كل صف الآن درجاته بالنسبة إلى المرجع.
- انقر على صف لترى Reference وSelected جنبًا إلى جنب. تشير الذرات الملوّنة إلى فروق Stereo وCharge وNot shared. وعندما يشترك الجزيئان في هيكل أساسي، فعّل Overlay لرسم أحدهما فوق الآخر.
- انتقل إلى 3D واضغط Run 3D comparison لتراكب المطابقات، أو إلى Properties للحصول على جدول خصائص جنبًا إلى جنب.
- انقر على النجمة في أي صف لتجعله المرجع الجديد. اضغط CSV لحفظ الجدول، أو Clear للبدء من جديد.
طرق استخدامها في الصف وفي المختبر
- تدريس المتشاكلات الفراغية: قارن جزيئًا بمتشاكله الضوئي. درجة تانيموتو 100%، ومع ذلك تقول الملاحظة إن البنيتين تختلفان عند مركز فراغي. وهذا يوضح للطلاب لماذا لا تروي البصمة القصة كاملة.
- الأحماض وأملاحها: قارن حمضًا كربوكسيليًا بأيون الكربوكسيلات الخاص به. تُبلغ الإضافة بأن الهيكل نفسه وأن الشحنة أو البرتنة مختلفة.
- سلاسل المركبات المماثلة: الصق قائمة بالمركبات المماثلة واقرأ عمود التغييرات. سترى بنظرة واحدة أي موضع حلقة أو مستبدل يغيّره كل منها.
- القفز بين الهياكل الأساسية: درجة بنيوية منخفضة مع درجة وظيفية أعلى قد تشير إلى أن الهيكل الجديد يحتفظ بسمات متشابهة، مثل المانحات والمستقبلات والحلقات الأروماتية.
- نتائج قواعد البيانات: في إضافة ChEMBL، استخدم Send to Compare لإضافة مركّب مباشرة إلى الجدول.
نصائح وقيود بصراحة
- اقرأ عمود الملاحظات، لا الدرجة وحدها. فدرجة تانيموتو 100% قد تخفي فروقًا فراغية أو فروقًا في الشحنة.
- ارسم الأوتاد حيث تهم الكيمياء الفراغية، لتقارن الإضافة التهيئات التي تقصدها.
- درجات التشابه لا تتنبأ بالنشاط. استخدمها لتنظيم سلسلة، ثم تحقّق من البيانات.
- قيم الخصائص في علامة التبويب Properties تقديرات. والصفوف المعلَّمة بنجمة تستخدم واصفًا بديلًا.
- تحتاج إلى SMILES من الأسماء؟ استخدم محوّل الاسم إلى SMILES، ثم الصق النتائج.
تفرز سلسلة بحسب شبه الدواء؟ اقرن الجدول مع حاسبة قاعدة ليبينسكي الخماسية.
أسئلة وأجوبة
ماذا تعني درجة تانيموتو 100%؟
تعني أن البصمتين متطابقتان. ولا يعني ذلك دائمًا أن الجزيئين متطابقان، لأن البصمة تتجاهل الكيمياء الفراغية. وتُبلغ الإضافة عن فروق المراكز الفراغية والشحنة منفصلة في الملاحظات.
ما الفرق بين التشابه البنيوي والتشابه الوظيفي؟
التشابه البنيوي درجة تانيموتو على بصمة بنيوية، فهو يكافئ الذرات والروابط نفسها. أما التشابه الوظيفي فيقارن سمات الفارماكوفور: مانحات ومستقبلات الرابطة الهيدروجينية، والحلقات الأروماتية، والشحنات، والهالوجينات، والمجموعات الكارهة للماء.
هل يمكنني تغيير الجزيء المرجعي؟
نعم. أول جزيء تضيفه هو المرجع. انقر على النجمة في أي صف لتجعل ذلك الجزيء هو المرجع، فتُعاد حساب الدرجات بالنسبة إليه.
هل إضافة Compare molecules مجانية؟
نعم. تثبّتها بحساب MolDraw مجاني. وتُحسب المقارنة في متصفحك باستخدام OpenChemLib.