Elenco dimensionale dei descrittori molecolari

2019 年 1 月 5 日

Cos'è un descrittore molecolare?

Un valore numerico che esprime le caratteristiche della molecola in base alla sua struttura chimica.Il tipo di descrittore è diviso in 0-4 dimensioni a seconda dello spazio composto considerato nel calcolo del descrittore.

Elenco dei descrittori per numero di dimensione

Numero di dimensioni descrittore Esempio concreto
0D Descrittore di configurazione
Count descriptor
Peso molecolare, numero di legami
Numero atomico di C, H, O, N, ecc.
1D Numero di frammenti
Le impronte digitali
Numero di conteggio e presenza / assenza di una sottostruttura specifica (0 o 1)
-CH3, -OH, -NH2, -COOH
-CH2-, -CH2-CH2-… ecc.
2D Descrittore topologico
(Indice topologico, indice di connettività)
Indice Balaban J, indice Zagabria, indice Wiener,
Indice di connettività Chi, indice di forma kappa,
BCUT
3D Descrittore di geometria
(Descrittore geometrico)
Descrittori 3D-MoRSE
Descrittori WHIM
Descrittori GETAWAY
Descrittori quantistici
descrittori di dimensione, sterico, superficie e volume, ecc.
4D Energia di interazione Campionamento di coordinate 3D + conformazione.
Grid, CoMFA, Volsurf

Immagine in dimensioni 0-3

L'immagine seguente è di facile comprensione.Questa è una diapositiva del laboratorio (Chemometrics and QSAR Research Group) dell'Università di Strasburgo, Francia.

fonte:http://infochim.u-strasbg.fr/CS3/program/material/Todeschini.pdf

Descrittore 0D

I descrittori molecolari 0D sono anche chiamati descrittori costituzionali e descrittori di conteggio.

Compreso il peso molecolare, il conteggio di alcuni atomi nella molecola (C, H, O, N, alogeno, il numero di anelli, il numero totale di atomi pesanti, ecc.), Il numero di legami ruotabili, il numero di 2 (o 3) doppi legami, ecc. Vengono elencati i valori ottenibili dalla formula molecolare.

Descrittore 1D

Un gruppo di descrittori che contano specifici gruppi funzionali e sottostrutture (= numero di frammenti) ed esprimono la loro presenza o assenza con 0 e 1 (= impronta digitale).
I gruppi funzionali target e le strutture parziali includono carboni primari, secondari e terziari, atomi di carbonio terminali e interni, gruppi idrossi, gruppi amminici, gruppi ammidici, gruppi immino, acidi carbossilici, tioli, anelli benzenici, anelli aromatici, ecc.

Il numero di atomi donatori e accettori di legami idrogeno e valori di proprietà fisiche come vari LogP (AlogP, ClogP, SlogP, XlogP, ecc.) Sono inclusi anche nel descrittore unidimensionale.

Descrittore 2D

Un descrittore bidimensionale include un descrittore topologico.È anche chiamato indice topologico o indice di connettività.Il professor Haruo Hosoya, professore emerito all'Università di Ochanomizu, è conosciuto come l'inventore.

Un composto descrittore topologico è un valore calcolato come invariante di un composto come struttura di un grafico e del suo grafico molecolare.

esempio:
Indice di Wiener: somma delle distanze più brevi tra determinati atomi in una molecola
Area della superficie polare topologica (TPSA): l'area della parte polare della superficie molecolare. Un calcolo approssimativo ad alta velocità del PSA che richiede una struttura tridimensionale.

Il calcolo approssimativo delle informazioni 2D da informazioni 3D come TPSA è anche chiamato descrittore 2.5D e una parte del descrittore 3D si applica anche a questo.

Descrittore 3D

Il descrittore tridimensionale è un valore calcolato in base alla struttura tridimensionale del composto. Per calcolare il descrittore 3D è necessaria una struttura 3D accurata.

Viene posizionato un grafico molecolare che pesa i valori calcolati dai calcoli di chimica quantistica (livelli di energia HOMO / LUMO, ecc.) E le coordinate tridimensionali di x, yez in base alle caratteristiche di ciascun atomo, e il corrispondente matrice molecolare Vengono utilizzati gli autovalori calcolati da.

Descrittore 4D

Un descrittore definito attraverso l'interazione con altri composti, come l'energia di interazione. Si ottiene con il metodo Grid, CoMFA, Volsurf, ecc.

Classificazione dimensionale dei descrittori

この記述子の次元は英語版wikiで0-4次元では0-3次元、RDkitやPaDEL‐descriptorでは1&2と3次元に分類されており、分類の仕方も様々です(Grid, CoMFA, Volsurfを3次元としているところもありました)。出典やソフトにより違いがありますが、運用上はSMILESからも計算できる0-2次元以内の記述子と立体構造情報が必要な3次元以上に大別して考えればよいのではないかと思います。

riferimento
・ Wiki inglese https://en.wikipedia.org/wiki/Molecular_descriptor
・ Argomento ScienceDirect  https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/molecular-descriptor
·http://infochim.u-strasbg.fr/CS3/program/material/Todeschini.pdf