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Similaridade molecular e busca de subestrutura

Em resumo: cole ou desenhe duas moléculas para obter a similaridade de Tanimoto e de Dice, uma avaliação e a maior subestrutura comum. Ou busque um padrão SMILES ou SMARTS em uma ou várias moléculas e veja os átomos correspondentes destacados.

Use-a para verificar o quanto um análogo se aproxima de um composto líder, ordenar uma lista de moléculas em relação a uma referência ou descobrir quais moléculas contêm um ácido carboxílico, um haleto aromático ou um doador de ligação de hidrogênio. Os índices usam um fingerprint de fragmentos de subestrutura de 512 bits, o mesmo do plugin Comparar moléculas do editor MolDraw.

Resposta rápida: a aspirina (CC(=O)Oc1ccccc1C(=O)O) e o ácido salicílico (OC(=O)c1ccccc1O) ativam 74 e 41 bits do fingerprint e compartilham todos os 41, então Tanimoto = 41 / (74 + 41 − 41) = 0,554 (moderadamente semelhante) e Dice = 82 / 115 = 0,713. O SMARTS [CX3](=O)[OX2H1] encontra um ácido carboxílico em cada uma.

O desenho preenche:

Carregando o editor…

Molécula A (SMILES) Molécula B (SMILES)

Abrir A no MolDraw Abrir B no MolDraw

Pares de exemplo:

Carregando…

Ordenar uma lista em relação à molécula A

Cole um SMILES por linha, opcionalmente seguido de um nome. Cada molécula é comparada com a molécula A e ordenada da mais para a menos semelhante.

Moléculas a ordenar

Como usar a ferramenta de similaridade e subestrutura

Similaridade: digite ou cole os SMILES da molécula A e da molécula B e clique em Comparar. Para desenhar, escolha Molécula A ou Molécula B acima do editor e desenhe.
Leia os índices de Tanimoto e Dice, a avaliação e a barra. Os átomos sombreados nos dois desenhos são a maior subestrutura comum.
Ordenar uma lista: cole vários SMILES em Ordenar uma lista em relação à molécula A e clique em Ordenar lista. Salve a tabela com Baixar CSV.
Busca de subestrutura: abra a aba Busca de subestrutura, digite uma consulta ou escolha uma no guia rápido, cole os alvos e clique em Buscar. Cada correspondência é sombreada com uma cor própria.

Como funciona a similaridade de Tanimoto

Um fingerprint é uma lista de bits. Esta ferramenta usa um fingerprint de 512 bits em que cada bit é um pequeno fragmento de um dicionário fixo de subestruturas comuns, como uma carbonila vizinha a um oxigênio ou um carbono de anel aromático vizinho a um nitrogênio. Um bit fica ativo (1) quando a molécula contém esse fragmento.

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

Aqui a é o número de bits ativos em A, b em B e c em ambas. T = 1 significa fingerprints idênticos; T = 0 significa nenhum bit em comum. Tanimoto é simétrico: comparar A com B dá o mesmo número que B com A.

Exemplo de contagem resolvido

A aspirina ativa a = 74 bits e o ácido salicílico b = 41. Todos os 41 bits do ácido salicílico também estão ativos na aspirina, então c = 41. T = 41 / (74 + 41 − 41) = 41 / 74 = 0,554. D = 2 × 41 / (74 + 41) = 82 / 115 = 0,713. O índice é só moderado porque a aspirina tem muitos bits extras vindos do seu éster acetílico.

Escala de avaliação usada aqui

Tanimoto	Avaliação	O que costuma significar
0,85 a 1,00	Muito semelhante	Análogos próximos, ou idênticos (1,00)
0,70 a 0,85	Semelhante	Núcleo comum, um ou dois grupos diferentes
0,50 a 0,70	Moderadamente semelhante	Alguns fragmentos em comum, esqueleto ou substituintes diferentes
0,30 a 0,50	Pouco semelhante	Só um anel ou um grupo funcional em comum
abaixo de 0,30	Diferente	Pouco em comum

Os limites dependem do fingerprint. O mesmo par pode ter um índice bem diferente com um fingerprint circular como o ECFP4. Compare apenas índices obtidos com o mesmo método.

Noções de SMARTS e guia rápido

SMARTS é uma linguagem de padrões construída sobre o SMILES. Um SMILES simples já é uma consulta válida. Os colchetes adicionam condições a um átomo:

#7 número atômico 7 (qualquer nitrogênio), c carbono aromático, C carbono alifático, a qualquer átomo aromático, * qualquer átomo.
H1 exatamente um hidrogênio ligado, !H0 pelo menos um hidrogênio, X3 três conexões no total, D2 dois vizinhos que não são hidrogênio.
R em um anel, R0 fora de anel, r6 em um anel de 6 membros, + ou - carga.
Lógica: , ou, ; e, ! não. Ligações: - simples, = dupla, # tripla, : aromática, ~ qualquer.

Grupo	SMARTS	Corresponde a	Não corresponde a
Ácido carboxílico	`[CX3](=O)[OX2H1]`	ácido acético, aspirina	acetato de metila, ânion acetato
Ânion carboxilato	`[CX3](=O)[O-]`	acetato de sódio	ácido acético
Éster	`[#6][CX3](=O)[OX2][#6]`	acetato de etila, aspirina	ácido acético
Amida	`[NX3][CX3]=O`	paracetamol, ligações peptídicas	ácido acético
Amina primária (alquílica)	`[NX3;H2][CX4]`	etilamina, anfetamina	acetamida, anilina
Amina secundária (alquílica)	`[NX3;H1]([CX4])[CX4]`	dietilamina	etilamina
Amina aromática (anilina)	`[NX3;H2]c`	anilina	etilamina
Álcool	`[CX4][OX2H]`	etanol	fenol
Fenol	`c[OX2H]`	fenol, paracetamol	etanol
Aldeído	`[CX3H1](=O)[#6]`	acetaldeído, vanilina	acetona
Cetona	`[#6][CX3](=O)[#6]`	acetona	acetaldeído
Haleto aromático	`c[F,Cl,Br,I]`	clorobenzeno, diclofenaco	cloroetano
Haleto de alquila	`[CX4][F,Cl,Br,I]`	cloroetano	clorobenzeno
Grupo nitro	`[N+](=O)[O-]`	nitrobenzeno	acetonitrila
Nitrila	`[CX2]#[NX1]`	acetonitrila	etilamina
Sulfonamida	`[SX4](=O)(=O)[NX3]`	sulfanilamida, celecoxibe	dimetilsulfona
Tiol	`[SX2H]`	etanotiol, cisteína	sulfeto de dimetila
Anel benzênico	`c1ccccc1`	tolueno	piridina
Qualquer anel aromático de 6 membros	`a1aaaaa1`	piridina, benzeno	ciclo-hexano
Doador de ligação H (Lipinski)	`[#7,#8;!H0]`	cada OH e NH (conte as correspondências)	éter dietílico
Aceptor de ligação H (Lipinski)	`[#7,#8]`	todo átomo de N e O	propano
Átomo em anel de 5 membros	`[r5]`	ciclopentano, furano	ciclo-hexano
Carbono fora de anel	`[C;R0]`	propano	ciclo-hexano

Ainda não suportado: SMARTS recursivo escrito com $( ) e consultas separadas por ponto. Marcas de estereoquímica como @ em uma consulta são ignoradas.

Exemplos resolvidos

Paracetamol vs fenacetina

A fenacetina tem um grupo etóxi onde o paracetamol tem OH. O mesmo núcleo de acetanilida.

Tanimoto 0,846, Dice 0,917: semelhante

Morfina vs codeína

A codeína é a morfina com o OH fenólico metilado. Um éter a mais.

Tanimoto 0,944: muito semelhante

Ibuprofeno vs naproxeno

Ambos são ácidos 2-arilpropiônicos, mas o naproxeno tem um metoxinaftaleno em vez de um isobutilbenzeno.

Tanimoto 0,711: semelhante

Benzeno vs ciclo-hexano

Ambos são anéis C6, mas ligações aromáticas e alifáticas dão fragmentos diferentes.

Tanimoto 0,000: diferente

Quais AINEs são ácidos carboxílicos?

Consulta [CX3](=O)[OX2H1] nos 9 fármacos de exemplo.

6 de 9 correspondem: ibuprofeno, naproxeno, cetoprofeno, flurbiprofeno, diclofenaco, aspirina

Doadores de Lipinski no paracetamol

A consulta [#7,#8;!H0] encontra o N–H da amida e o O–H do fenol.

2 correspondências: HBD = 2

Erros comuns

Comparar índices de fingerprints diferentes. Um Tanimoto de 0,6 significa coisas diferentes para fingerprints diferentes. Use um só método em cada projeto.
Esperar que estereoisômeros sejam diferentes. Enantiômeros e isômeros E/Z dão 1,000 porque o fingerprint ignora a estereoquímica.
Confundir similaridade com atividade. Estruturas semelhantes muitas vezes, mas nem sempre, têm atividade semelhante. Um único átomo alterado pode desativar um fármaco.
Esquecer os hidrogênios nas consultas. C(=O)O também corresponde a ésteres. Use [OX2H1] para o OH de um ácido.
Usar minúsculas por engano. Em SMARTS, c é carbono aromático e C é carbono alifático. C1CCCCC1 não corresponde ao benzeno.
Buscar uma forma carregada com uma consulta neutra. Um carboxilato desenhado como [O-] não corresponde a [OX2H1]. Busque as duas formas quando houver sais na sua lista.

Comparando análogos nos seus próprios desenhos? Abra o MolDraw, o editor de estruturas online gratuito, e use o plugin Comparar moléculas para pontuar e alinhar análogos ao lado do seu esboço.

Abrir o editor MolDraw

Perguntas frequentes

O que é a similaridade de Tanimoto?

A similaridade de Tanimoto compara dois fingerprints moleculares. Ela é c / (a + b − c), em que a e b são os bits ativos em cada molécula e c são os bits ativos em ambas. Vai de 0 (nada em comum) a 1 (fingerprints idênticos).

Qual valor de Tanimoto indica que duas moléculas são semelhantes?

No fingerprint de fragmentos de 512 bits desta ferramenta, 0,85 ou mais é muito semelhante, de 0,70 a 0,85 é semelhante, de 0,50 a 0,70 é moderadamente semelhante e abaixo de 0,30 é diferente. Os limites dependem do fingerprint, por isso compare apenas índices obtidos com o mesmo método.

Qual é a diferença entre a similaridade de Tanimoto e a de Dice?

As duas usam as mesmas contagens de bits. Dice é 2c / (a + b), então dá mais peso aos bits compartilhados e é sempre igual ou maior que Tanimoto. Para a = 74, b = 41 e c = 41, Tanimoto é 0,554 e Dice é 0,713.

Por que dois enantiômeros têm Tanimoto igual a 1?

O fingerprint registra quais átomos e ligações estão conectados, não seu arranjo 3D. A L-alanina e a D-alanina têm os mesmos fragmentos, então o índice é 1,000. A ferramenta avisa quando duas entradas diferem apenas na estereoquímica.

O que é SMARTS?

SMARTS é uma linguagem de padrões baseada em SMILES para descrever subestruturas. Por exemplo, [CX3](=O)[OX2H1] significa um carbono com três conexões, ligado por ligação dupla a um O e por ligação simples a um OH, ou seja, um ácido carboxílico.

Posso usar uma string SMILES como consulta de subestrutura?

Sim. Uma consulta SMILES corresponde a qualquer molécula que contenha esses átomos e ligações. Os hidrogênios não são exigidos, então C(=O)O corresponde tanto a ácidos quanto a ésteres. Use [OH] ou [OX2H1] quando o hidrogênio importar.

Como contar doadores de ligação de hidrogênio de Lipinski com SMARTS?

Busque com [#7,#8;!H0]. Ele corresponde a todo nitrogênio ou oxigênio que tem pelo menos um hidrogênio, e o número de correspondências é a contagem de doadores. O paracetamol dá 2: o NH da amida e o OH do fenol.

A ferramenta de similaridade e busca de subestrutura é gratuita?

Sim. É gratuita, não precisa de cadastro e funciona no navegador. Suas moléculas não são enviadas a nenhum servidor.

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Última atualização: 19 de outubro de 2026