Lista dimensional de descritores moleculares

2019 ano 1 mês 5 dia

O que é um descritor molecular?

Um valor numérico que expressa as características da molécula com base em sua estrutura química.O tipo de descritor é dividido em 0-4 dimensões dependendo do espaço composto considerado ao calcular o descritor.

Lista de descritores por número de dimensões

Número de dimensões descritor Exemplo concreto
0D Descritor de configuração
Descritor de contagem
Peso molecular, número de ligações
Número atômico de C, H, O, N, etc.
1D Número de fragmentos
Impressões digitais
Número de contagem e presença / ausência (0 ou 1) de uma subestrutura específica
-CH3, -OH, -NH2, -COOH
-CH2-, -CH2-CH2- ... etc.
2D Descritor topológico
(Índice topológico, índice de conectividade)
Índice Balaban J, índice de Zagreb, índice de Wiener,
Índice de conectividade Chi, índice de forma kappa,
BCUT
3D Descritor de geometria
(Descritor geométrico)
Descritores 3D-MoRSE
Descritores WHIM
Descritores GETAWAY
Descritores químicos quânticos
descritores de tamanho, estérico, de superfície e de volume, etc.
4D Energia de interação Amostragem de coordenadas 3D + conformação.
Grid, CoMFA, Volsurf

Imagem em 0-3 dimensões

A imagem a seguir é fácil de entender.Esta é uma lâmina do laboratório (Chemometrics and QSAR Research Group) da Universidade de Estrasburgo, França.

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

Descritor 0D

Os descritores moleculares 0D também são chamados de descritores constitucionais e descritores de contagem.

Incluindo o peso molecular, a contagem de certos átomos na molécula (C, H, O, N, halogênio, o número de anéis, o número total de átomos pesados, etc.), o número de ligações rotativas, o número de 2 (ou 3) ligações duplas, etc. Valores que podem ser obtidos a partir da fórmula molecular são listados.

Descritor 1D

Um grupo de descritores que contam grupos funcionais específicos e subestruturas (= número de fragmentos) e expressam sua presença ou ausência por 0 e 1 (= impressão digital).
Os grupos funcionais alvo e estruturas parciais incluem carbonos primários, secundários e terciários, carbonos terminais e internos, grupos hidroxi, grupos amino, grupos amida, grupos imino, ácidos carboxílicos, tióis, anéis de benzeno, anéis aromáticos, etc.

O número de átomos doadores e aceitadores de ligações de hidrogênio e valores de propriedades físicas como vários LogPs (AlogP, ClogP, SlogP, XlogP, etc.) também estão incluídos no descritor unidimensional.

Descritor 2D

Um descritor bidimensional inclui um descritor topológico.Também é chamado de índice topológico ou índice de conectividade.O professor Haruo Hosoya, professor emérito da Universidade Ochanomizu, é conhecido como o inventor.

Um composto descritor topológico é um valor calculado como um invariante de um composto como uma estrutura de gráfico e seu gráfico molecular.

Exemplo:
Índice de Wiener: soma das distâncias mais curtas entre certos átomos em uma molécula
Área da Superfície Polar Topológica (TPSA): A área da parte polar da superfície molecular. Um cálculo aproximado de alta velocidade de PSA que requer uma estrutura tridimensional.

O cálculo aproximado de informações 2D a partir de informações 3D, como TPSA, também é chamado de descritor 2.5D e uma parte do descritor 3D também se aplica a isso.

Descritor 3D

O descritor tridimensional é um valor calculado com base na estrutura tridimensional do composto. Uma estrutura 3D precisa é necessária para calcular o descritor 3D.

Um gráfico molecular que pondera os valores calculados a partir de cálculos de química quântica (níveis de energia HOMO / LUMO, etc.) e as coordenadas tridimensionais de x, y e z de acordo com as características de cada átomo é colocado, e os correspondentes matriz molecular .Os valores próprios calculados são usados.

Descritor 4D

Um descritor definido por meio da interação com outros compostos, como energia de interação. É obtido a partir do método Grid, CoMFA, Volsurf, etc.

Classificação dimensional de descritores

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。

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