MolDraw › เครื่องมือเคมี › ค้นหาความคล้ายของโมเลกุลและโครงสร้างย่อย

การค้นหาความคล้ายคลึงของโมเลกุลและโครงสร้างย่อย

สรุปสั้น ๆ: วางหรือวาดสองโมเลกุลเพื่อดูความคล้ายแบบ Tanimoto และ Dice ผลการประเมิน และโครงสร้างย่อยร่วมที่ใหญ่ที่สุด หรือค้นหารูปแบบ SMILES หรือ SMARTS ในโมเลกุลหนึ่งหรือหลายโมเลกุล แล้วดูอะตอมที่ตรงกันซึ่งถูกไฮไลต์

ใช้ตรวจว่าสารอนาล็อกใกล้เคียงกับสารต้นแบบ (lead compound) เพียงใด จัดอันดับรายการโมเลกุลเทียบกับโมเลกุลอ้างอิง หรือหาว่าโมเลกุลใดมีกรดคาร์บอกซิลิก แฮไลด์อะโรมาติก หรือตัวให้พันธะไฮโดรเจน คะแนนใช้ฟิงเกอร์พรินต์ชิ้นส่วนโครงสร้างย่อยขนาด 512 บิต ซึ่งเป็นชุดเดียวกับปลั๊กอิน Compare molecules ในตัวแก้ไข MolDraw

คำตอบโดยย่อ: แอสไพริน (CC(=O)Oc1ccccc1C(=O)O) และกรดซาลิไซลิก (OC(=O)c1ccccc1O) เปิดบิตฟิงเกอร์พรินต์ 74 และ 41 บิต และมีร่วมกันครบทั้ง 41 บิต ดังนั้น Tanimoto = 41 / (74 + 41 − 41) = 0.554 (คล้ายกันปานกลาง) และ Dice = 82 / 115 = 0.713 SMARTS [CX3](=O)[OX2H1] พบกรดคาร์บอกซิลิกหนึ่งหมู่ในแต่ละโมเลกุล

ภาพวาดเติมลงใน:

กำลังโหลดตัวแก้ไข…

โมเลกุล A (SMILES) โมเลกุล B (SMILES)

เปิด A ใน MolDraw เปิด B ใน MolDraw

คู่ตัวอย่าง:

กำลังโหลด…

จัดอันดับรายการเทียบกับโมเลกุล A

วางหนึ่ง SMILES ต่อบรรทัด ตามด้วยชื่อได้ (ไม่บังคับ) ทุกโมเลกุลจะถูกให้คะแนนเทียบกับโมเลกุล A และเรียงจากคล้ายมากที่สุดไปน้อยที่สุด

โมเลกุลที่จะจัดอันดับ

วิธีใช้เครื่องมือค้นหาความคล้ายและโครงสร้างย่อย

ความคล้าย: พิมพ์หรือวาง SMILES ของโมเลกุล A และโมเลกุล B แล้วกด เปรียบเทียบ หากต้องการวาดแทน ให้เลือก โมเลกุล A หรือ โมเลกุล B เหนือตัวแก้ไขแล้ววาด
อ่านคะแนน Tanimoto และ Dice ผลการประเมิน และแถบแสดงผล อะตอมที่แรเงาในภาพทั้งสองคือโครงสร้างย่อยร่วมที่ใหญ่ที่สุด
จัดอันดับรายการ: วาง SMILES หลายรายการใต้ จัดอันดับรายการเทียบกับโมเลกุล A แล้วกด จัดอันดับรายการ บันทึกตารางด้วย ดาวน์โหลด CSV
ค้นหาโครงสร้างย่อย: เปิดแท็บ ค้นหาโครงสร้างย่อย พิมพ์คำค้นหรือเลือกจากสรุปย่อ วางโมเลกุลเป้าหมาย แล้วกด ค้นหา แต่ละส่วนที่ตรงกันจะแรเงาด้วยสีของตัวเอง

ความคล้ายแบบ Tanimoto ทำงานอย่างไร

ฟิงเกอร์พรินต์ (fingerprint) คือรายการบิต เครื่องมือนี้ใช้ฟิงเกอร์พรินต์ 512 บิต โดยแต่ละบิตคือชิ้นส่วนเล็ก ๆ หนึ่งชิ้นจากพจนานุกรมโครงสร้างย่อยทั่วไปที่กำหนดไว้ เช่น คาร์บอนิลที่อยู่ติดกับออกซิเจน หรือคาร์บอนในวงอะโรมาติกที่อยู่ติดกับไนโตรเจน บิตจะเปิด (1) เมื่อโมเลกุลมีชิ้นส่วนนั้น

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

โดย a คือจำนวนบิตที่เปิดใน A, b ใน B และ c ในทั้งสอง T = 1 หมายถึงฟิงเกอร์พรินต์เหมือนกัน T = 0 หมายถึงไม่มีบิตร่วมกันเลย Tanimoto มีความสมมาตร: เทียบ A กับ B ได้ค่าเดียวกับเทียบ B กับ A

ตัวอย่างการนับ

แอสไพรินเปิด a = 74 บิต และกรดซาลิไซลิก b = 41 บิต ทั้ง 41 บิตของกรดซาลิไซลิกเปิดในแอสไพรินด้วย จึงได้ c = 41 T = 41 / (74 + 41 − 41) = 41 / 74 = 0.554 D = 2 × 41 / (74 + 41) = 82 / 115 = 0.713 คะแนนอยู่ในระดับปานกลางเท่านั้น เพราะแอสไพรินมีบิตเพิ่มจำนวนมากจากหมู่แอซิทิลเอสเทอร์

เกณฑ์การประเมินที่ใช้ในที่นี้

Tanimoto	ผลการประเมิน	ความหมายโดยทั่วไป
0.85 ถึง 1.00	คล้ายกันมาก	อนาล็อกที่ใกล้เคียง หรือเหมือนกัน (1.00)
0.70 ถึง 0.85	คล้ายกัน	มีโครงหลักร่วมกัน ต่างกันหนึ่งหรือสองหมู่
0.50 ถึง 0.70	คล้ายกันปานกลาง	มีชิ้นส่วนร่วมกันบ้าง แต่โครงหลักหรือหมู่แทนที่ต่างกัน
0.30 ถึง 0.50	คล้ายกันเล็กน้อย	มีเพียงวงหรือหมู่ฟังก์ชันร่วมกัน
ต่ำกว่า 0.30	ไม่คล้ายกัน	แทบไม่มีอะไรร่วมกัน

เกณฑ์ขึ้นอยู่กับชนิดฟิงเกอร์พรินต์ คู่เดียวกันอาจได้คะแนนต่างกันมากเมื่อใช้ฟิงเกอร์พรินต์แบบวงกลม เช่น ECFP4 ควรเปรียบเทียบคะแนนจากวิธีเดียวกันเท่านั้น

พื้นฐาน SMARTS และสรุปย่อ

SMARTS เป็นภาษารูปแบบที่สร้างบน SMILES สตริง SMILES ธรรมดาก็เป็นคำค้นที่ใช้ได้อยู่แล้ว วงเล็บเหลี่ยมใช้เพิ่มเงื่อนไขให้อะตอมหนึ่งอะตอม:

#7 เลขอะตอม 7 (ไนโตรเจนใดก็ได้), c คาร์บอนอะโรมาติก, C คาร์บอนแอลิฟาติก, a อะตอมอะโรมาติกใดก็ได้, * อะตอมใดก็ได้
H1 มีไฮโดรเจนต่ออยู่หนึ่งอะตอมพอดี, !H0 มีไฮโดรเจนอย่างน้อยหนึ่งอะตอม, X3 มีการเชื่อมต่อรวมสามตำแหน่ง, D2 มีอะตอมหนักข้างเคียงสองอะตอม
R อยู่ในวง, R0 ไม่อยู่ในวง, r6 อยู่ในวง 6 อะตอม, + หรือ - ประจุ
ตรรกะ: , หรือ, ; และ, ! ไม่ พันธะ: - เดี่ยว, = คู่, # สาม, : อะโรมาติก, ~ ใดก็ได้

หมู่	SMARTS	ตรงกับ	ไม่ตรงกับ
กรดคาร์บอกซิลิก	`[CX3](=O)[OX2H1]`	กรดแอซีติก, แอสไพริน	เมทิลแอซีเทต, แอนไอออนแอซีเทต
แอนไอออนคาร์บอกซิเลต	`[CX3](=O)[O-]`	โซเดียมแอซีเทต	กรดแอซีติก
เอสเทอร์	`[#6][CX3](=O)[OX2][#6]`	เอทิลแอซีเทต, แอสไพริน	กรดแอซีติก
เอไมด์	`[NX3][CX3]=O`	พาราเซตามอล, พันธะเพปไทด์	กรดแอซีติก
เอมีนปฐมภูมิ (แอลคิล)	`[NX3;H2][CX4]`	เอทิลเอมีน, แอมเฟตามีน	แอซีตาไมด์, แอนิลีน
เอมีนทุติยภูมิ (แอลคิล)	`[NX3;H1]([CX4])[CX4]`	ไดเอทิลเอมีน	เอทิลเอมีน
เอมีนอะโรมาติก (แอนิลีน)	`[NX3;H2]c`	แอนิลีน	เอทิลเอมีน
แอลกอฮอล์	`[CX4][OX2H]`	เอทานอล	ฟีนอล
ฟีนอล	`c[OX2H]`	ฟีนอล, พาราเซตามอล	เอทานอล
แอลดีไฮด์	`[CX3H1](=O)[#6]`	แอซีตัลดีไฮด์, วานิลลิน	แอซีโตน
คีโตน	`[#6][CX3](=O)[#6]`	แอซีโตน	แอซีตัลดีไฮด์
แฮไลด์อะโรมาติก	`c[F,Cl,Br,I]`	คลอโรเบนซีน, ไดโคลฟีแนค	คลอโรอีเทน
แอลคิลแฮไลด์	`[CX4][F,Cl,Br,I]`	คลอโรอีเทน	คลอโรเบนซีน
หมู่ไนโตร	`[N+](=O)[O-]`	ไนโตรเบนซีน	แอซีโตไนไตรล์
ไนไตรล์	`[CX2]#[NX1]`	แอซีโตไนไตรล์	เอทิลเอมีน
ซัลโฟนาไมด์	`[SX4](=O)(=O)[NX3]`	ซัลฟานิลาไมด์, เซเลค็อกซิบ	ไดเมทิลซัลโฟน
ไทออล	`[SX2H]`	เอเทนไทออล, ซิสเทอีน	ไดเมทิลซัลไฟด์
วงเบนซีน	`c1ccccc1`	โทลูอีน	ไพริดีน
วงอะโรมาติก 6 อะตอมใดก็ได้	`a1aaaaa1`	ไพริดีน, เบนซีน	ไซโคลเฮกเซน
ตัวให้พันธะ H ตาม Lipinski	`[#7,#8;!H0]`	OH และ NH แต่ละหมู่ (นับจำนวนที่ตรงกัน)	ไดเอทิลอีเทอร์
ตัวรับพันธะ H ตาม Lipinski	`[#7,#8]`	อะตอม N และ O ทุกอะตอม	โพรเพน
อะตอมในวง 5 อะตอม	`[r5]`	ไซโคลเพนเทน, ฟิวแรน	ไซโคลเฮกเซน
คาร์บอนที่ไม่อยู่ในวง	`[C;R0]`	โพรเพน	ไซโคลเฮกเซน

ยังไม่รองรับ: SMARTS แบบเรียกซ้ำที่เขียนด้วย $( ) และคำค้นที่คั่นด้วยจุด เครื่องหมายสเตอริโอ เช่น @ ในคำค้นจะถูกละเว้น

ตัวอย่างโจทย์

พาราเซตามอล กับ ฟีนาซิติน

ฟีนาซิตินมีหมู่เอทอกซีในตำแหน่งที่พาราเซตามอลมี OH โครงหลักแอซีตานิไลด์เหมือนกัน

Tanimoto 0.846, Dice 0.917: คล้ายกัน

มอร์ฟีน กับ โคเดอีน

โคเดอีนคือมอร์ฟีนที่ OH ของฟีนอลถูกเมทิลเลต มีอีเทอร์เพิ่มหนึ่งหมู่

Tanimoto 0.944: คล้ายกันมาก

ไอบูโพรเฟน กับ นาพรอกเซน

ทั้งสองเป็นกรด 2-arylpropionic แต่นาพรอกเซนมีเมทอกซีแนฟทาลีนแทนไอโซบิวทิลเบนซีน

Tanimoto 0.711: คล้ายกัน

เบนซีน กับ ไซโคลเฮกเซน

ทั้งสองเป็นวง C6 แต่พันธะอะโรมาติกและพันธะแอลิฟาติกให้ชิ้นส่วนต่างกัน

Tanimoto 0.000: ไม่คล้ายกัน

NSAID ตัวใดเป็นกรดคาร์บอกซิลิก?

คำค้น [CX3](=O)[OX2H1] กับตัวอย่างยา 9 ตัว

ตรงกัน 6 จาก 9: ไอบูโพรเฟน นาพรอกเซน คีโตโพรเฟน เฟลอร์บิโพรเฟน ไดโคลฟีแนค แอสไพริน

ตัวให้พันธะไฮโดรเจนตาม Lipinski ในพาราเซตามอล

คำค้น [#7,#8;!H0] พบ N–H ของเอไมด์และ O–H ของฟีนอล

ตรงกัน 2 ตำแหน่ง: HBD = 2

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

เปรียบเทียบคะแนนจากฟิงเกอร์พรินต์ต่างชนิดกัน ค่า Tanimoto 0.6 มีความหมายต่างกันในฟิงเกอร์พรินต์แต่ละชนิด ควรใช้วิธีเดียวในโครงการเดียว
คาดว่าสเตอริโอไอโซเมอร์จะต่างกัน อิแนนทิโอเมอร์และไอโซเมอร์ E/Z ได้คะแนน 1.000 เพราะฟิงเกอร์พรินต์ไม่สนใจสเตอริโอเคมี
ตีความความคล้ายว่าเป็นฤทธิ์ทางชีวภาพ โครงสร้างที่คล้ายกันมักมีฤทธิ์คล้ายกัน แต่ไม่เสมอไป การเปลี่ยนอะตอมเพียงอะตอมเดียวอาจทำให้ยาหมดฤทธิ์ได้
ลืมไฮโดรเจนในคำค้น C(=O)O ตรงกับเอสเทอร์ด้วย ใช้ [OX2H1] สำหรับ OH ของกรด
ใช้ตัวพิมพ์เล็กโดยไม่ตั้งใจ ใน SMARTS c คือคาร์บอนอะโรมาติก และ C คือคาร์บอนแอลิฟาติก C1CCCCC1 จึงไม่ตรงกับเบนซีน
ค้นหารูปที่มีประจุด้วยคำค้นที่เป็นกลาง คาร์บอกซิเลตที่เขียนเป็น [O-] ไม่ตรงกับ [OX2H1] ค้นหาทั้งสองรูปเมื่อในรายการมีเกลือ

ต้องการเปรียบเทียบอนาล็อกในภาพวาดของคุณเอง? เปิด MolDraw ตัวแก้ไขโครงสร้างออนไลน์ฟรี แล้วใช้ปลั๊กอิน Compare molecules เพื่อให้คะแนนและจัดแนวอนาล็อกข้างภาพร่างของคุณ

เปิดตัวแก้ไข MolDraw

คำถามที่พบบ่อย

ความคล้ายแบบ Tanimoto คืออะไร?

ความคล้ายแบบ Tanimoto เปรียบเทียบฟิงเกอร์พรินต์ของสองโมเลกุล คำนวณจาก c / (a + b − c) โดย a และ b คือจำนวนบิตที่เปิดในแต่ละโมเลกุล และ c คือจำนวนบิตที่เปิดในทั้งสองโมเลกุล ค่าอยู่ระหว่าง 0 (ไม่มีส่วนร่วมเลย) ถึง 1 (ฟิงเกอร์พรินต์เหมือนกัน)

ค่า Tanimoto เท่าใดจึงถือว่าสองโมเลกุลคล้ายกัน?

สำหรับฟิงเกอร์พรินต์แบบชิ้นส่วน 512 บิตของเครื่องมือนี้ ค่า 0.85 ขึ้นไปถือว่าคล้ายกันมาก 0.70 ถึง 0.85 คล้ายกัน 0.50 ถึง 0.70 คล้ายกันปานกลาง และต่ำกว่า 0.30 ไม่คล้ายกัน เกณฑ์ขึ้นอยู่กับชนิดฟิงเกอร์พรินต์ จึงควรเปรียบเทียบคะแนนจากวิธีเดียวกันเท่านั้น

ความคล้ายแบบ Tanimoto กับ Dice ต่างกันอย่างไร?

ทั้งสองใช้จำนวนบิตชุดเดียวกัน Dice คือ 2c / (a + b) จึงให้น้ำหนักกับบิตที่มีร่วมกันมากกว่า และมีค่าเท่ากับหรือสูงกว่า Tanimoto เสมอ สำหรับ a = 74, b = 41 และ c = 41 ค่า Tanimoto คือ 0.554 และ Dice คือ 0.713

ทำไมอิแนนทิโอเมอร์สองตัวจึงได้คะแนน Tanimoto เท่ากับ 1?

ฟิงเกอร์พรินต์บันทึกว่าอะตอมและพันธะใดเชื่อมต่อกัน ไม่ได้บันทึกการจัดเรียงแบบ 3 มิติ L-alanine และ D-alanine มีชิ้นส่วนเหมือนกัน คะแนนจึงเป็น 1.000 เครื่องมือจะแจ้งเมื่อสองอินพุตต่างกันเฉพาะสเตอริโอเคมี

SMARTS คืออะไร?

SMARTS เป็นภาษารูปแบบที่อิงจาก SMILES สำหรับอธิบายโครงสร้างย่อย ตัวอย่างเช่น [CX3](=O)[OX2H1] หมายถึงคาร์บอนที่มีการเชื่อมต่อสามตำแหน่ง มีพันธะคู่กับ O และพันธะเดี่ยวกับ OH ซึ่งก็คือกรดคาร์บอกซิลิก

ใช้สตริง SMILES เป็นคำค้นโครงสร้างย่อยได้หรือไม่?

ได้ คำค้นแบบ SMILES จะตรงกับโมเลกุลใดก็ได้ที่มีอะตอมและพันธะเหล่านั้น โดยไม่บังคับไฮโดรเจน C(=O)O จึงตรงกับทั้งกรดและเอสเทอร์ ใช้ [OH] หรือ [OX2H1] เมื่อไฮโดรเจนมีความสำคัญ

นับตัวให้พันธะไฮโดรเจนตามเกณฑ์ Lipinski ด้วย SMARTS ได้อย่างไร?

ค้นหาด้วย [#7,#8;!H0] ซึ่งจะตรงกับไนโตรเจนหรือออกซิเจนทุกอะตอมที่มีไฮโดรเจนอย่างน้อยหนึ่งอะตอม และจำนวนที่ตรงกันคือจำนวนตัวให้ พาราเซตามอลได้ 2 คือ NH ของเอไมด์และ OH ของฟีนอล

เครื่องมือค้นหาความคล้ายและโครงสร้างย่อยใช้ฟรีหรือไม่?

ฟรี ไม่ต้องสมัครสมาชิก และทำงานในเว็บเบราว์เซอร์ โมเลกุลของคุณจะไม่ถูกอัปโหลด

เครื่องมือเคมีที่เกี่ยวข้อง

อัปเดตล่าสุด: 19 ตุลาคม 2026