Perspectiva general sobre el proceso de desarrollo de fármacos…
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3.2.2. Espacio químico y representación molecular
Cercanamente aliado con la noción de similitud molecular es el de
espacio
químico
. Los espacios químicos proveen un medio para conceptualizar y visualizar
la similitud molecular. El concepto de espacio químico se deriva de la noción de
espacio usado en Matemáticas y consiste en un conjunto de moléculas y un
conjunto de relaciones asociadas (similitudes, disimilitudes, distancias) entre las
moléculas, lo cual le da al espacio una “estructura” (60).
El espacio químico se puede describir usando una codificación
basada en
coordenadas
o una codificación
libre de coordenadas
de las estructuras químicas.
En la codificación individual de moléculas (espacio basado en coordenadas), cada
molécula se describe mediante un vector de fragmentos o subestructuras,
traducido posteriormente en un vector de descriptores moleculares (DMs) y, por
tanto, tiene una posición absoluta en un espacio multidimensional. La dimensión
de este espacio se especifica por el número de rasgos no correlacionados
(descriptores de complejidad, descriptores de solubilidad, huellas dactilares o
“fingerprints”, tripletes de farmacóforos, u otro vector de descriptores). Por otra
parte, en la codificación por pares de moléculas (espacio libre de coordenadas)
solo se calculan las distancias entre dos moléculas usando una medida de similitud
explícita o implícita. La posición absoluta de las moléculas en este espacio se puede
calcular solamente si se miden todas las distancias por pares y se conoce la
dimensionalidad del espacio (descriptores de pares de átomos, árboles de rasgos,
enfoques de Subestructura Máxima Común) (61-‐63).
Cuatro tipos de objetos matemáticos se utilizan normalmente para
representar las moléculas, estos son: conjuntos, grafos, vectores y funciones. Los
conjuntos son los objetos más generales y, básicamente, la base de los otros tres.
Normalmente, los químicos representan moléculas como “grafos químicos” (64),
que están estrechamente relacionados con los tipos de grafos tratados por los
matemáticos en el campo de la teoría de grafos (65).
Los grafos químicos proporcionan una metáfora potente e intuitiva para la
comprensión de muchos aspectos de la química, pero sin embargo tienen sus
limitaciones, especialmente cuando se trata de cuestiones de interés en la
quimiometría y quimioinformática.
En estos campos de información molecular se representan normalmente los
vectores de características, donde cada componente corresponde a una función
local o global característica de una molécula. Las características locales incluyen
fragmentos moleculares (subestructuras), farmacóforos (66), varios índices
topológicos (67), y cargas atómicas parciales, entre otras. Las características
globales incluyen características tales como el peso molecular, logP, la superficie
polar, varios BCUTs y el volumen molecular (49).
