MolDraw › Scheikundetools › Moleculaire gelijkenis en substructuur zoeken

Moleculaire gelijkenis en substructuur zoeken

Kort gezegd: plak of teken twee moleculen voor hun Tanimoto- en Dice-gelijkenis, een oordeel en de grootste gemeenschappelijke substructuur. Of doorzoek een of meer moleculen op een SMILES- of SMARTS-patroon en zie de gevonden atomen gemarkeerd.

Gebruik de tool om te controleren hoe dicht een analoog bij een leadverbinding ligt, een lijst moleculen tegen een referentie te rangschikken, of te vinden welke moleculen een carbonzuur, een aromatisch halogenide of een waterstofbruggendonor bevatten. De scores gebruiken een 512-bits vingerafdruk van substructuurfragmenten, dezelfde als de plug-in Compare molecules in de MolDraw-editor.

Snel antwoord: aspirine (CC(=O)Oc1ccccc1C(=O)O) en salicylzuur (OC(=O)c1ccccc1O) zetten 74 en 41 vingerafdrukbits aan en delen alle 41, dus Tanimoto = 41 / (74 + 41 − 41) = 0,554 (matig gelijkend) en Dice = 82 / 115 = 0,713. De SMARTS [CX3](=O)[OX2H1] vindt in elk één carbonzuurgroep.

Tekening vult:

Editor laden…

Molecuul A (SMILES) Molecuul B (SMILES)

A openen in MolDraw B openen in MolDraw

Voorbeeldparen:

Laden…

Een lijst rangschikken tegen molecuul A

Plak één SMILES per regel, eventueel gevolgd door een naam. Elk molecuul krijgt een score tegen molecuul A en wordt gesorteerd van meest naar minst gelijkend.

Te rangschikken moleculen

Zo gebruik je de tool voor gelijkenis en substructuur

Gelijkenis: typ of plak SMILES voor molecuul A en molecuul B en klik op Vergelijken. Wil je liever tekenen, kies dan Molecuul A of Molecuul B boven de editor en teken.
Lees de Tanimoto- en Dice-scores, het oordeel en de balk af. De gearceerde atomen in beide tekeningen vormen de grootste gemeenschappelijke substructuur.
Een lijst rangschikken: plak veel SMILES onder Een lijst rangschikken tegen molecuul A en klik op Lijst rangschikken. Sla de tabel op met CSV downloaden.
Substructuur zoeken: open het tabblad Substructuur zoeken, typ een zoekvraag of kies er een uit het spiekbriefje, plak de doelmoleculen en klik op Zoeken. Elke treffer krijgt een eigen kleur.

Zo werkt Tanimoto-gelijkenis

Een vingerafdruk is een lijst bits. Deze tool gebruikt een 512-bits vingerafdruk waarin elke bit één klein fragment is uit een vaste woordenlijst van veelvoorkomende substructuren, zoals een carbonyl naast een zuurstof of een aromatisch ringkoolstofatoom naast een stikstof. Een bit staat aan (1) als het molecuul dat fragment bevat.

Tanimoto T = c / (a + b − c) Dice D = 2c / (a + b) D = 2T / (1 + T)

Hier is a het aantal bits dat aan staat in A, b in B en c in beide. T = 1 betekent identieke vingerafdrukken; T = 0 betekent geen enkele gedeelde bit. Tanimoto is symmetrisch: A met B vergelijken geeft hetzelfde getal als B met A.

Uitgewerkt rekenvoorbeeld

Aspirine zet a = 74 bits aan en salicylzuur b = 41. Alle 41 bits van salicylzuur staan ook aan in aspirine, dus c = 41. T = 41 / (74 + 41 − 41) = 41 / 74 = 0,554. D = 2 × 41 / (74 + 41) = 82 / 115 = 0,713. De score is maar matig, omdat aspirine veel extra bits heeft door de acetylester.

Gebruikte beoordelingsschaal

Tanimoto	Oordeel	Wat het meestal betekent
0,85 tot 1,00	Zeer gelijkend	Nauwe analogen, of identiek (1,00)
0,70 tot 0,85	Gelijkend	Gedeelde kern, een of twee andere groepen
0,50 tot 0,70	Matig gelijkend	Enkele gedeelde fragmenten, ander skelet of andere substituenten
0,30 tot 0,50	Zwak gelijkend	Alleen een ring of een karakteristieke groep gemeenschappelijk
onder 0,30	Niet gelijkend	Weinig gemeenschappelijk

De grenzen hangen af van de vingerafdruk. Hetzelfde paar kan met een circulaire vingerafdruk zoals ECFP4 heel anders scoren. Vergelijk alleen scores van dezelfde methode.

SMARTS-basis en spiekbriefje

SMARTS is een patroontaal die voortbouwt op SMILES. Een gewone SMILES is al een geldige zoekvraag. Vierkante haken voegen voorwaarden toe aan één atoom:

#7 atoomnummer 7 (elk stikstofatoom), c aromatisch koolstof, C alifatisch koolstof, a elk aromatisch atoom, * elk atoom.
H1 precies één gebonden waterstof, !H0 ten minste één waterstof, X3 in totaal drie verbindingen, D2 twee buren die geen waterstof zijn.
R in een ring, R0 niet in een ring, r6 in een zesring, + of - lading.
Logica: , of, ; en, ! niet. Bindingen: - enkel, = dubbel, # drievoudig, : aromatisch, ~ elke.

Groep	SMARTS	Vindt	Vindt niet
Carbonzuur	`[CX3](=O)[OX2H1]`	azijnzuur, aspirine	methylacetaat, acetaation
Carboxylaation	`[CX3](=O)[O-]`	natriumacetaat	azijnzuur
Ester	`[#6][CX3](=O)[OX2][#6]`	ethylacetaat, aspirine	azijnzuur
Amide	`[NX3][CX3]=O`	paracetamol, peptidebindingen	azijnzuur
Primair amine (alkyl)	`[NX3;H2][CX4]`	ethylamine, amfetamine	aceetamide, aniline
Secundair amine (alkyl)	`[NX3;H1]([CX4])[CX4]`	diethylamine	ethylamine
Aromatisch amine (aniline)	`[NX3;H2]c`	aniline	ethylamine
Alcohol	`[CX4][OX2H]`	ethanol	fenol
Fenol	`c[OX2H]`	fenol, paracetamol	ethanol
Aldehyde	`[CX3H1](=O)[#6]`	aceetaldehyde, vanilline	aceton
Keton	`[#6][CX3](=O)[#6]`	aceton	aceetaldehyde
Aromatisch halogenide	`c[F,Cl,Br,I]`	chloorbenzeen, diclofenac	chloorethaan
Alkylhalogenide	`[CX4][F,Cl,Br,I]`	chloorethaan	chloorbenzeen
Nitrogroep	`[N+](=O)[O-]`	nitrobenzeen	acetonitril
Nitril	`[CX2]#[NX1]`	acetonitril	ethylamine
Sulfonamide	`[SX4](=O)(=O)[NX3]`	sulfanilamide, celecoxib	dimethylsulfon
Thiol	`[SX2H]`	ethaanthiol, cysteïne	dimethylsulfide
Benzeenring	`c1ccccc1`	tolueen	pyridine
Elke aromatische zesring	`a1aaaaa1`	pyridine, benzeen	cyclohexaan
Lipinski-H-bruggendonor	`[#7,#8;!H0]`	elke OH en NH (tel de treffers)	diethylether
Lipinski-H-bruggenacceptor	`[#7,#8]`	elk N- en O-atoom	propaan
Atoom in een vijfring	`[r5]`	cyclopentaan, furaan	cyclohexaan
Koolstof niet in een ring	`[C;R0]`	propaan	cyclohexaan

Nog niet ondersteund: recursieve SMARTS met $( ) en zoekvragen gescheiden door punten. Stereotekens zoals @ in een zoekvraag worden genegeerd.

Uitgewerkte voorbeelden

Paracetamol vs. fenacetine

Fenacetine heeft een ethoxygroep waar paracetamol een OH heeft. Dezelfde acetanilidekern.

Tanimoto 0,846, Dice 0,917: gelijkend

Morfine vs. codeïne

Codeïne is morfine met een gemethyleerde fenol-OH. Eén extra ether.

Tanimoto 0,944: zeer gelijkend

Ibuprofen vs. naproxen

Beide zijn 2-arylpropionzuren, maar naproxen heeft een methoxynaftaleen in plaats van een isobutylbenzeen.

Tanimoto 0,711: gelijkend

Benzeen vs. cyclohexaan

Beide zijn C6-ringen, maar aromatische en alifatische bindingen geven verschillende fragmenten.

Tanimoto 0,000: niet gelijkend

Welke NSAID's zijn carbonzuren?

Zoekvraag [CX3](=O)[OX2H1] op de 9 voorbeeldgeneesmiddelen.

6 van de 9 geven een treffer: ibuprofen, naproxen, ketoprofen, flurbiprofen, diclofenac, aspirine

Lipinski-donoren in paracetamol

Zoekvraag [#7,#8;!H0] vindt de amide-N–H en de fenol-O–H.

2 treffers: HBD = 2

Veelgemaakte fouten

Scores van verschillende vingerafdrukken vergelijken. Een Tanimoto van 0,6 betekent iets anders bij verschillende vingerafdrukken. Gebruik één methode per project.
Verwachten dat stereo-isomeren verschillen. Enantiomeren en E/Z-isomeren scoren 1,000, omdat de vingerafdruk stereochemie negeert.
Gelijkenis lezen als activiteit. Gelijkende structuren hebben vaak, maar niet altijd, een vergelijkbare activiteit. Eén veranderd atoom kan een geneesmiddel uitschakelen.
Waterstofatomen in zoekvragen vergeten. C(=O)O vindt ook esters. Gebruik [OX2H1] voor een zure OH.
Per ongeluk kleine letters gebruiken. In SMARTS is c aromatisch koolstof en C alifatisch koolstof. C1CCCCC1 vindt geen benzeen.
Een geladen vorm zoeken met een neutrale zoekvraag. Een carboxylaat getekend als [O-] komt niet overeen met [OX2H1]. Zoek op beide vormen als er zouten in je lijst staan.

Analogen in je eigen tekeningen vergelijken? Open MolDraw, de gratis online structuureditor, en gebruik de plug-in Compare molecules om analogen naast je schets te scoren en uit te lijnen.

MolDraw-editor openen

Veelgestelde vragen

Wat is Tanimoto-gelijkenis?

Tanimoto-gelijkenis vergelijkt twee moleculaire vingerafdrukken. Ze is c / (a + b − c), waarbij a en b de bits zijn die in elk molecuul aan staan en c de bits die in beide aan staan. Ze loopt van 0 (niets gemeenschappelijk) tot 1 (identieke vingerafdrukken).

Bij welke Tanimoto-waarde lijken twee moleculen op elkaar?

Met de 512-bits fragmentvingerafdruk van deze tool is 0,85 of meer zeer gelijkend, 0,70 tot 0,85 gelijkend, 0,50 tot 0,70 matig gelijkend en onder 0,30 niet gelijkend. De grenzen hangen af van de vingerafdruk, dus vergelijk alleen scores van dezelfde methode.

Wat is het verschil tussen Tanimoto- en Dice-gelijkenis?

Beide gebruiken dezelfde bitaantallen. Dice is 2c / (a + b), dus gedeelde bits wegen zwaarder en Dice is altijd gelijk aan of hoger dan Tanimoto. Voor a = 74, b = 41 en c = 41 is Tanimoto 0,554 en Dice 0,713.

Waarom krijgen twee enantiomeren een Tanimoto-score van 1?

De vingerafdruk legt vast welke atomen en bindingen verbonden zijn, niet hun ruimtelijke rangschikking. L-alanine en D-alanine hebben dezelfde fragmenten, dus de score is 1,000. De tool meldt het als twee invoeren alleen in stereochemie verschillen.

Wat is SMARTS?

SMARTS is een patroontaal op basis van SMILES om substructuren te beschrijven. [CX3](=O)[OX2H1] betekent bijvoorbeeld een koolstofatoom met drie verbindingen, dubbel gebonden aan O en enkel gebonden aan een OH: een carbonzuur.

Kan ik een SMILES-string als substructuurzoekvraag gebruiken?

Ja. Een SMILES-zoekvraag vindt elk molecuul dat die atomen en bindingen bevat. Waterstofatomen zijn niet vereist, dus C(=O)O vindt zowel zuren als esters. Gebruik [OH] of [OX2H1] als de waterstof ertoe doet.

Hoe tel ik Lipinski-waterstofbruggendonoren met SMARTS?

Zoek met [#7,#8;!H0]. Dat vindt elk stikstof- of zuurstofatoom met ten minste één waterstofatoom, en het aantal treffers is het aantal donoren. Paracetamol geeft 2: de amide-NH en de fenol-OH.

Is de tool voor gelijkenis en substructuur zoeken gratis?

Ja. Hij is gratis, je hoeft je niet te registreren en hij draait in je webbrowser. Je moleculen worden niet geüpload.

Gerelateerde scheikundetools

Laatst bijgewerkt: 19 oktober 2026