Similitud molecular empleando Índices Híbridos / Molecular similarity using Hybrid Indices

Se presenta un método para la detección de semejanza entre moléculas basado en macheo inexacto de grafos. Se parte del grafo molecular completo ponderado en sus vértices por propiedades químico-físicas particionadas sobre los mismos, se reduce el grafo por el procedimiento CALEDE que define Centros Descriptores o fragmentos de primer orden, los cuales son subgrafos ponderados por la suma de los valores de los vértices ponderados individualmente a su vez, y se construyen fragmentos denominados de segundo orden que incluyen la distancia entre los centros de masas de ambos centros descriptores. Se presenta el método de búsqueda aplicado a una base de datos de más de 300 moléculas con sus respectivas estructuras en tres dimensiones. Esos compuestos se encuentran evaluados como anticancerígenos en la base de datos de compuestos del NCBI-USA. En el experimento computacional se encuentra que, en dependencia de la función de similitud empleada, es posible detectar compuestos que a pesar de poseer diferente topología, poseen valores de las propiedades empleadas para el macheo lo cual sugiere la presencia de potenciales farmacóforos como hallazgo relevante, lo cual constituiría un novedoso enfoque para el diseño computacional de fármacos(AU)

A method for detecting similarity between molecules based on inexact matching graph is presented. We start from a complete molecular graph vertices weighted by several hybrid indices. The molecular graph is reduced by CALEDE procedure, which define descriptors centers or first order fragments. These fragments are subgraphs weighted with the sum of values of the vertices weighted with the hybrid indices. It also define second order fragments by including the distance between the centers of mass of both descriptors centers. The search method applied to a database of over 300 molecules with their respective threedimensional structures is presented. These compounds are reported in the NCBI-USA database of compounds whish were evaluated in anticancer tests. In the computational experiment, depending on the similarity function used, is possible to detect compounds that despite having different topology have property values suggesting the presence of potential pharmacophore. It suggest the possibility to use this approach as a novel approach for computational drug design(AU)

A comparative 2D QSAR study on a series of hydroxamic acid-based histone deacetylase inhibitors vis-à-vis comparative molecular field analysis (CoMFA) and comparative molecular similarity indices analysis (CoMSIA).

A quantitative structure-activity relationship (QSAR) study was performed on a series of indole amide analogues reported by Dai et al. [Bioorg Med Chem Lett (2003), 13, 1897-1901] to act as histone deacetylase (HDAC) inhibitors. The multiple regression analysis (MRA) revealed a model showing the significant dependence of the activity on molar refractivity (MR) and global topological charge index (GTCI) of the compounds, suggesting that inhibition of the HDAC by this series of compounds might involve the dispersion interaction with the receptor, where charge transfer between pairs of atoms might greatly help to polarize the molecule. The MRA results were then compared with those obtained by Guo et al. [Bioorg Med Chem (2005), 13, 5424-5434] by comparative molecular field analysis (CoMFA) and comparative molecular similarity indices analysis (CoMSIA). It was found that MRA gave as good results and had as good predictive ability as CoMFA and CoMSIA. Besides, MRA was also able to throw the light on the physicochemical properties of the molecules that were involved in drug-receptor interactions, while CoMFA and CoMSIA could not. The dispersion interaction between the molecule and the active site of the receptor is suggested to be the main interaction.

Funciones de cottorno para árboles como medida e similitud entre campos escalaares moleculares. un estudo de similitud molecular / Contour tree fucctions over molcular scalar fields representations. a moleculaar similarity study / Funções de conorrno de árvore em representaçõe de campos escalares molecularees. um estudo de similaridade molecular

En este trabajo se implementó una función de contorno de un árbol para establecer medidas de similitud molecular. El estudio se realizó con 73 moléculas orgánicas divididas en 8 grupos funcionales optimizadas con un nivel de teoría DFT//B3LYP/6-31G(d,p) a las cuales se les calculó el Potencial Electrostático Molecular y el Laplaciano de la Densidad Electrónica en una rejilla tridimensional. A partir de los valores de estas propiedades, caracterizando y codificando según su topología, se generaron grafos (árboles) que se compararon a través de la función propuesta. La caracterización y clasificación de las moléculas orgánicas con el Potencial Electrostático Molecular muestra una separación correspondiente a moléculas que en su estructura poseen heteroátomos con funciones químicas por lo menos estructuralmente similares, y con el Laplaciano de la Densidad Electrónica se obtuvo como resultado una clasificación acorde con el número de pares de electrones libres asociados a los heteroátomos en las moléculas y a la naturaleza de los átomos que los aportan. Lo anterior evidencia que las funciones de contorno de árbol propuestas en el estudio son una alternativa rápida para clasificar a grosso modo moléculas orgánicas.

In this job, Contour Tree Functions were implemented to establish molecular similarity measures. The study was carried by using 73 organic molecules, divided in 8 functional groups and optimized at theory level DFT//B3LYP/6-31G(d,p). The molecular electrostatic potential and the Laplacian of the electron density in a 3D grid for each one were calculated. From the values of these properties, characterizing and encoding the topology, we generated graphs (trees) that are compared with the proposed function. The characterization and classification of the organic molecules with the molecular electrostatic potential show a separation corresponding to molecules that have heteroatoms in their structure with at least similar chemical functions; with the Laplacian of the electron density we achieved a classification according to the number of free pairs of electrons associated to the heteroatoms in the molecules and to the nature provided by the heteroatoms. This is evidence that Contour Tree Functions proposed in this study are a quick alternative to broadly classify organic molecules.

Neste trabalho, funções de contorno de árvore foram implementadas para estabelecer medidas de similaridade molecular. O estudo foi conduzido com 73 moléculas orgânicas, divididas em 8 grupos funcionais, otimizadas com nível de teoria DFT//B3LYP/6-31G (d,p) para que eles calculassem o potencial eletrostático molecular e o Laplaciano da densidade de elétrons em uma grade tridimensional. A partir dos valores dessas propriedades, caracterização e codificação da topologia, geramos gráficos (árvores) que são comparados com a função proposta. A caracterização e classificação de moléculas orgânicas com potencial eletrostático molecular mostra uma separação correspondente ás moléculas que possuem heteroátomos em sua estrutura com funções químicas, pelo menos, estruturalmente semelhantes. Com o Laplaciano da densidade de elétrons foi obtido como resultado consistente com a classificação do número de pares de elétrons livres associados com heteroátomos nas moléculas e a natureza dos átomos que contribuem. Essa é uma evidência de que as funções de contorno de árvore proposto no estudo são uma alternativa rápida para classificar, grosso modo, moléculas orgânicas.