MolDraw › أدوات الكيمياء › البحث عن التشابه الجزيئي والبنى الفرعية
البحث عن التشابه الجزيئي والبنى الفرعية
باختصار: الصق جزيئين أو ارسمهما لتحصل على تشابه Tanimoto وDice بينهما، وحكمًا على درجة التشابه، وأكبر بنية فرعية مشتركة. أو ابحث في جزيء واحد أو عدة جزيئات عن نمط SMILES أو SMARTS وشاهد الذرات المطابقة مُبرزة.
استخدمها للتحقق من مدى قرب مركب مشابه من مركب رائد، أو لترتيب قائمة جزيئات مقابل مرجع، أو لمعرفة أي الجزيئات تحتوي على حمض كربوكسيلي أو هاليد عطري أو مانح رابطة هيدروجينية. وتستخدم الدرجات بصمة أجزاء بنى فرعية من 512 بتًا، وهي نفسها المستخدمة في إضافة مقارنة الجزيئات في محرر MolDraw.
CC(=O)Oc1ccccc1C(=O)O) وحمض الساليسيليك (OC(=O)c1ccccc1O) يفعّلان 74 و41 بتًا من البصمة ويشتركان في الـ 41 كلها، إذن Tanimoto = 41 / (74 + 41 − 41) = 0.554 (تشابه متوسط) وDice = 82 / 115 = 0.713. ويجد نمط SMARTS [CX3](=O)[OX2H1] حمضًا كربوكسيليًا واحدًا في كل منهما.جارٍ تحميل المحرر…
أزواج أمثلة:
ورقة مرجعية لـ SMARTS
جارٍ التحميل…
جارٍ التحميل…
رتّب قائمة مقابل الجزيء A
الصق SMILES واحدة في كل سطر، ويمكن أن يليها اسم. تُحسب درجة كل جزيء مقابل الجزيء A وتُرتب من الأكثر تشابهًا إلى الأقل.
كيف تستخدم أداة التشابه والبنى الفرعية
- التشابه: اكتب أو الصق SMILES للجزيء A والجزيء B واضغط قارن. وللرسم بدلًا من ذلك، اختر الجزيء A أو الجزيء B فوق المحرر وارسم.
- اقرأ درجتي Tanimoto وDice والحكم والشريط. والذرات المظللة في الرسمين هي أكبر بنية فرعية مشتركة.
- ترتيب قائمة: الصق عدة سلاسل SMILES تحت رتّب قائمة مقابل الجزيء A واضغط رتّب القائمة. واحفظ الجدول بـ تنزيل CSV.
- البحث عن البنى الفرعية: افتح تبويب البحث عن البنى الفرعية، واكتب استعلامًا أو اختر واحدًا من الورقة المرجعية، والصق الأهداف واضغط بحث. ويُظلَّل كل تطابق بلونه الخاص.
كيف يعمل تشابه Tanimoto
البصمة قائمة من البتات. تستخدم هذه الأداة بصمة من 512 بتًا يمثّل كل بت فيها جزءًا صغيرًا من قاموس ثابت لبنى فرعية شائعة، مثل مجموعة كربونيل بجوار أكسجين أو كربون حلقة عطرية بجوار نيتروجين. ويكون البت مفعّلًا (1) عندما يحتوي الجزيء على ذلك الجزء.
Tanimoto T = c / (a + b − c) Dice D = 2c / (a + b) D = 2T / (1 + T)
هنا a عدد البتات المفعّلة في A، وb في B، وc في كليهما. T = 1 تعني بصمتين متطابقتين؛ وT = 0 تعني عدم وجود أي بت مشترك. وTanimoto متماثل: مقارنة A بـ B تعطي العدد نفسه لمقارنة B بـ A.
مثال محلول على العدّ
يفعّل الأسبرين a = 74 بتًا وحمض الساليسيليك b = 41. وكل بتات حمض الساليسيليك الـ 41 مفعّلة أيضًا في الأسبرين، إذن c = 41. T = 41 / (74 + 41 − 41) = 41 / 74 = 0.554. D = 2 × 41 / (74 + 41) = 82 / 115 = 0.713. والدرجة متوسطة فقط لأن للأسبرين بتات إضافية كثيرة من إستر الأسيتيل.
مقياس الحكم المستخدم هنا
| Tanimoto | الحكم | ما يعنيه عادةً |
|---|---|---|
| من 0.85 إلى 1.00 | متشابهان جدًا | مركبان مشابهان قريبان، أو متطابقان (1.00) |
| من 0.70 إلى 0.85 | متشابهان | نواة مشتركة، مع مجموعة أو مجموعتين مختلفتين |
| من 0.50 إلى 0.70 | متشابهان بدرجة متوسطة | بعض الأجزاء مشتركة، مع هيكل أساسي أو مستبدلات مختلفة |
| من 0.30 إلى 0.50 | تشابه ضعيف | حلقة أو مجموعة وظيفية مشتركة فقط |
| أقل من 0.30 | غير متشابهين | القليل المشترك |
تعتمد الحدود الفاصلة على نوع البصمة. فقد يحصل الزوج نفسه على درجة مختلفة كثيرًا مع بصمة دائرية مثل ECFP4. لا تقارن إلا الدرجات الناتجة عن الطريقة نفسها.
أساسيات SMARTS وورقة مرجعية
SMARTS لغة أنماط مبنية على SMILES. وسلسلة SMILES العادية استعلام صالح أصلًا. وتضيف الأقواس المربعة شروطًا على ذرة واحدة:
#7العدد الذري 7 (أي نيتروجين)، وcكربون عطري، وCكربون أليفاتي، وaأي ذرة عطرية، و*أي ذرة.H1هيدروجين واحد مرتبط بالضبط، و!H0هيدروجين واحد على الأقل، وX3ثلاثة اتصالات إجمالًا، وD2جاران من الذرات الثقيلة.Rفي حلقة، وR0ليست في حلقة، وr6في حلقة سداسية، و+أو-شحنة.- المنطق:
,أو،;و،!ليس. الروابط:-أحادية،=ثنائية،#ثلاثية،:عطرية،~أي رابطة.
| المجموعة | SMARTS | يطابق | لا يطابق | |
|---|---|---|---|---|
| حمض كربوكسيلي | [CX3](=O)[OX2H1] | حمض الأسيتيك، الأسبرين | أسيتات الميثيل، أنيون الأسيتات | |
| أنيون الكربوكسيلات | [CX3](=O)[O-] | أسيتات الصوديوم | حمض الأسيتيك | |
| إستر | [#6][CX3](=O)[OX2][#6] | أسيتات الإيثيل، الأسبرين | حمض الأسيتيك | |
| أميد | [NX3][CX3]=O | الباراسيتامول، الروابط الببتيدية | حمض الأسيتيك | |
| أمين أولي (ألكيلي) | [NX3;H2][CX4] | الإيثيل أمين، الأمفيتامين | الأسيتاميد، الأنيلين | |
| أمين ثانوي (ألكيلي) | [NX3;H1]([CX4])[CX4] | ثنائي إيثيل أمين | الإيثيل أمين | |
| أمين عطري (أنيلين) | [NX3;H2]c | الأنيلين | الإيثيل أمين | |
| كحول | [CX4][OX2H] | الإيثانول | الفينول | |
| فينول | c[OX2H] | الفينول، الباراسيتامول | الإيثانول | |
| ألدهيد | [CX3H1](=O)[#6] | الأسيتالدهيد، الفانيلين | الأسيتون | |
| كيتون | [#6][CX3](=O)[#6] | الأسيتون | الأسيتالدهيد | |
| هاليد عطري | c[F,Cl,Br,I] | كلورو البنزين، الديكلوفيناك | كلورو الإيثان | |
| هاليد ألكيل | [CX4][F,Cl,Br,I] | كلورو الإيثان | كلورو البنزين | |
| مجموعة النيترو | [N+](=O)[O-] | النيتروبنزين | الأسيتونيتريل | |
| نتريل | [CX2]#[NX1] | الأسيتونيتريل | الإيثيل أمين | |
| سلفوناميد | [SX4](=O)(=O)[NX3] | السلفانيلاميد، السيليكوكسيب | ثنائي ميثيل السلفون | |
| ثيول | [SX2H] | الإيثانثيول، السيستئين | ثنائي ميثيل الكبريتيد | |
| حلقة بنزين | c1ccccc1 | التولوين | البيريدين | |
| أي حلقة عطرية سداسية | a1aaaaa1 | البيريدين، البنزين | الهكسان الحلقي | |
| مانح رابطة هيدروجينية (ليبينسكي) | [#7,#8;!H0] | كل OH وNH (عُدّ التطابقات) | ثنائي إيثيل الإيثر | |
| مستقبل رابطة هيدروجينية (ليبينسكي) | [#7,#8] | كل ذرة N وO | البروبان | |
| ذرة في حلقة خماسية | [r5] | البنتان الحلقي، الفوران | الهكسان الحلقي | |
| كربون ليس في حلقة | [C;R0] | البروبان | الهكسان الحلقي |
غير مدعوم بعد: SMARTS التكرارية المكتوبة بـ $( ) والاستعلامات المفصولة بنقاط. وتُتجاهل علامات الكيمياء الفراغية مثل @ في الاستعلام.
أمثلة محلولة
الباراسيتامول مقابل الفيناسيتين
للفيناسيتين مجموعة إيثوكسي حيث للباراسيتامول OH، مع نواة الأسيتانيليد نفسها.
Tanimoto 0.846، وDice 0.917: متشابهان
المورفين مقابل الكودايين
الكودايين هو المورفين مع مثيلة OH الفينولي، أي إيثر إضافي واحد.
Tanimoto 0.944: متشابهان جدًا
الإيبوبروفين مقابل النابروكسين
كلاهما من أحماض 2-أريل البروبيونيك، لكن للنابروكسين ميثوكسي نفثالين بدلًا من أيزوبيوتيل بنزين.
Tanimoto 0.711: متشابهان
البنزين مقابل الهكسان الحلقي
كلاهما حلقة C6، لكن الروابط العطرية والأليفاتية تعطي أجزاء مختلفة.
Tanimoto 0.000: غير متشابهين
أي مضادات الالتهاب غير الستيرويدية أحماض كربوكسيلية؟
الاستعلام [CX3](=O)[OX2H1] على الأدوية الأمثلة التسعة.
6 من 9 تطابق: الإيبوبروفين، النابروكسين، الكيتوبروفين، الفلوربيبروفين، الديكلوفيناك، الأسبرين
مانحات ليبينسكي في الباراسيتامول
يجد الاستعلام [#7,#8;!H0] رابطة N–H في الأميد ورابطة O–H في الفينول.
تطابقان: HBD = 2
أخطاء شائعة
- مقارنة درجات من بصمات مختلفة. قيمة Tanimoto 0.6 تعني أشياء مختلفة باختلاف البصمة. التزم بطريقة واحدة في المشروع الواحد.
- توقّع اختلاف المتصاوغات الفراغية. المتصاوغات المرآتية ومتصاوغات E/Z تحصل على 1.000 لأن البصمة تتجاهل الكيمياء الفراغية.
- اعتبار التشابه دليلًا على النشاط. البنى المتشابهة لها غالبًا، لكن ليس دائمًا، نشاط متشابه. وقد تكفي ذرة واحدة متغيرة لإبطال مفعول دواء.
- نسيان الهيدروجينات في الاستعلامات.
C(=O)Oيطابق الإسترات أيضًا. استخدم[OX2H1]لـ OH الحمض. - استخدام الأحرف الصغيرة خطأً. في SMARTS،
cكربون عطري وCكربون أليفاتي. وC1CCCCC1لا يطابق البنزين. - البحث في صيغة مشحونة باستعلام متعادل. الكربوكسيلات المرسومة بـ
[O-]لا تطابق[OX2H1]. ابحث بالصيغتين عندما تكون الأملاح في قائمتك.
تقارن مركبات مشابهة في رسوماتك؟ افتح MolDraw، محرر البنى المجاني عبر الإنترنت، واستخدم إضافة مقارنة الجزيئات لحساب درجات المركبات المشابهة ومحاذاتها بجوار رسمك.
افتح محرر MolDrawالأسئلة الشائعة
ما تشابه Tanimoto؟
يقارن تشابه Tanimoto بين بصمتين جزيئيتين. وهو c / (a + b − c)، حيث a وb عدد البتات المفعّلة في كل جزيء وc عدد البتات المفعّلة في كليهما. ويتراوح من 0 (لا شيء مشترك) إلى 1 (بصمتان متطابقتان).
ما قيمة Tanimoto التي تعني أن جزيئين متشابهان؟
على بصمة الأجزاء ذات 512 بتًا في هذه الأداة، تعني 0.85 أو أكثر تشابهًا كبيرًا جدًا، ومن 0.70 إلى 0.85 تشابهًا، ومن 0.50 إلى 0.70 تشابهًا متوسطًا، وأقل من 0.30 عدم تشابه. وتعتمد الحدود الفاصلة على نوع البصمة، لذا لا تقارن إلا الدرجات الناتجة عن الطريقة نفسها.
ما الفرق بين تشابه Tanimoto وتشابه Dice؟
كلاهما يستخدم أعداد البتات نفسها. Dice يساوي 2c / (a + b)، فيعطي وزنًا أكبر للبتات المشتركة ويكون دائمًا مساويًا لـ Tanimoto أو أعلى منه. ففي a = 74 وb = 41 وc = 41، يكون Tanimoto 0.554 وDice 0.713.
لماذا يحصل متصاوغان مرآتيان على درجة Tanimoto تساوي 1؟
تسجّل البصمة أي الذرات والروابط مترابطة، لا ترتيبها في الفراغ. ولـ L-ألانين وD-ألانين الأجزاء نفسها، فتكون الدرجة 1.000. وتخبرك الأداة عندما يختلف مدخلان في الكيمياء الفراغية فقط.
ما SMARTS؟
SMARTS لغة أنماط مبنية على SMILES لوصف البنى الفرعية. فمثلًا [CX3](=O)[OX2H1] تعني ذرة كربون لها ثلاثة اتصالات، مرتبطة برابطة ثنائية بـ O وبرابطة أحادية بـ OH، أي حمض كربوكسيلي.
هل يمكنني استخدام سلسلة SMILES كاستعلام عن بنية فرعية؟
نعم. يطابق استعلام SMILES أي جزيء يحتوي على تلك الذرات والروابط. ولا تُشترط الهيدروجينات، لذا يطابق C(=O)O الأحماض والإسترات معًا. استخدم [OH] أو [OX2H1] عندما يكون الهيدروجين مهمًا.
كيف أعدّ مانحات الرابطة الهيدروجينية وفق ليبينسكي باستخدام SMARTS؟
ابحث بـ [#7,#8;!H0]. يطابق كل ذرة نيتروجين أو أكسجين تحمل هيدروجينًا واحدًا على الأقل، وعدد التطابقات هو عدد المانحات. ويعطي الباراسيتامول 2: NH الأميد وOH الفينول.
هل أداة البحث عن التشابه والبنى الفرعية مجانية؟
نعم. مجانية ولا تحتاج إلى تسجيل وتعمل في متصفح الويب. ولا تُرفع جزيئاتك إلى أي خادم.
أدوات كيمياء ذات صلة
آخر تحديث: