Compare análogos lado a lado com similaridade de Tanimoto no MolDraw
Resposta curta: instale Compare molecules em Settings › Plugins, desenhe sua molécula de referência, abra a aba Compare e clique em Add canvas. Cole outras estruturas como SMILES, uma por linha, e clique em Add SMILES. Cada linha mostra uma pontuação de similaridade estrutural (Tanimoto), uma de similaridade funcional e uma lista curta de mudanças. Clique em CSV para exportar a tabela.
Por que dar um número a "parecido"?
Químicos dizem o tempo todo que duas moléculas são "parecidas". Pergunte a três pessoas o quanto paracetamol e aspirina se parecem e você terá três respostas. Uma pontuação de similaridade dá a todos a mesma régua.
Isso importa quando você trabalha com uma série de análogos, escolhe compostos para testar ou ensina relações estrutura–atividade. Uma pontuação permite ordenar uma lista em vez de julgar no olho. Uma lista de mudanças diz o que de fato difere da referência.
O que significa similaridade de Tanimoto
O software primeiro transforma cada molécula em uma impressão digital (fingerprint): uma longa fileira de bits ligados ou desligados. Cada bit registra se uma característica estrutural, como um anel ou um pequeno fragmento, está presente.
O coeficiente de Tanimoto compara duas impressões digitais. Conte os bits ligados nas duas moléculas e divida pelos bits ligados em pelo menos uma delas. Se a molécula A tem a bits ligados, B tem b e elas compartilham c, então T = c / (a + b − c). Uma pontuação de 1 (100%) significa impressões digitais idênticas. Uma pontuação de 0 significa que não compartilham nenhuma característica.
Tenha em mente três pontos:
- A pontuação depende da impressão digital. O mesmo par pode ter pontuações diferentes em programas diferentes, então compare números só dentro de uma mesma ferramenta.
- Impressões digitais desse tipo ignoram a estereoquímica. Dois enantiômeros recebem a mesma impressão digital.
- Estruturas parecidas costumam ter atividade parecida, mas nem sempre. Uma pequena mudança pode anular a atividade.
O que o plugin mostra
| Similaridade estrutural | Pontuação de Tanimoto sobre uma impressão digital estrutural (mesmos átomos e ligações). |
|---|---|
| Similaridade funcional | Similaridade das características farmacofóricas: doadores e aceptores de ligação de H, anéis aromáticos, cargas, halogênios e grupos hidrofóbicos. |
| Mudanças | Diferenças em relação à referência em linguagem simples, como Cl → H, além de observações como diferença de estereocentro ou de protonação. |
| 2D, 3D, propriedades | Desenhos lado a lado com as diferenças coloridas, uma sobreposição 3D com RMSD e uma tabela físico-química e de drug-likeness. |
| CSV | Exporta a tabela de comparação com pontuações, mudanças e valores de propriedades. |
Como instalar o Compare molecules
- Abra o editor MolDraw e faça login. Uma conta gratuita basta.
- Clique em Settings (a engrenagem) e depois em Plugins.
- Clique em Install ao lado de Compare Molecules. Uma aba Compare aparece no painel de análise.
Como comparar uma série passo a passo
- Desenhe a molécula de referência na tela.
- Abra a aba Compare e clique em Add canvas. A primeira molécula da lista é a referência. Se a tela tiver várias moléculas, cada uma é adicionada.
- Cole mais estruturas na caixa de SMILES, uma por linha. Você pode acrescentar um nome depois de um espaço, por exemplo
CC(=O)Nc1ccc(O)cc1 paracetamol. - Clique em Add SMILES. Cada linha agora mostra suas pontuações em relação à referência.
- Clique em uma linha para ver Reference e Selected lado a lado. Átomos coloridos marcam diferenças de Stereo, Charge e Not shared. Quando as duas compartilham um núcleo, marque Overlay para desenhar uma sobre a outra.
- Mude para 3D e clique em Run 3D comparison para sobrepor confôrmeros, ou para Properties para uma tabela de propriedades lado a lado.
- Clique na estrela de qualquer linha para torná-la a nova referência. Clique em CSV para salvar a tabela, ou em Clear para recomeçar.
Como usar em sala de aula e no laboratório
- Ensinar estereoisômeros: compare uma molécula com seu enantiômero. A pontuação de Tanimoto é 100%, mas a observação diz que as estruturas diferem em um estereocentro. Isso mostra aos alunos por que a impressão digital não conta toda a história.
- Ácidos e seus sais: compare um ácido carboxílico com seu carboxilato. O plugin informa que o esqueleto é o mesmo e que a carga ou a protonação difere.
- Séries de análogos: cole uma lista de análogos e leia a coluna de mudanças. Você vê de relance qual posição do anel ou substituinte cada um altera.
- Scaffold hopping: uma pontuação estrutural baixa com uma funcional mais alta pode indicar que um novo esqueleto mantém características parecidas, como doadores, aceptores e anéis aromáticos.
- Resultados de bancos de dados: no plugin ChEMBL, use Send to Compare para adicionar um composto direto à tabela.
Dicas e limitações
- Leia a coluna de observações, não só a pontuação. Uma pontuação de Tanimoto de 100% ainda pode esconder diferenças de estereoquímica ou carga.
- Desenhe cunhas onde a estereoquímica importa, para que o plugin compare as configurações que você pretende.
- Pontuações de similaridade não preveem atividade. Use-as para organizar uma série e depois confira os dados.
- Os valores de propriedades na aba Properties são estimativas. Linhas marcadas com asterisco usam um descritor substituto.
- Precisa de SMILES a partir de nomes? Use o conversor de nome para SMILES e cole os resultados.
Fazendo a triagem de uma série quanto a drug-likeness? Combine a tabela com a calculadora da regra dos cinco de Lipinski.
Perguntas e respostas
O que significa uma pontuação de Tanimoto de 100%?
As duas impressões digitais moleculares são idênticas. Isso nem sempre significa que as moléculas são idênticas, porque a impressão digital ignora a estereoquímica. O plugin informa as diferenças de estereocentros e de carga separadamente, nas observações.
Qual a diferença entre similaridade estrutural e funcional?
A similaridade estrutural é uma pontuação de Tanimoto sobre uma impressão digital estrutural, então ela recompensa os mesmos átomos e ligações. A similaridade funcional compara características farmacofóricas: doadores e aceptores de ligação de H, anéis aromáticos, cargas, halogênios e grupos hidrofóbicos.
Posso trocar a molécula de referência?
Sim. A primeira molécula que você adiciona é a referência. Clique na estrela de qualquer linha para tornar aquela molécula a referência, e as pontuações são recalculadas em relação a ela.
O plugin Compare molecules é gratuito?
Sim. Você o instala com uma conta gratuita do MolDraw. A comparação é calculada no seu navegador com o OpenChemLib.