Espaço químico é um conceito em quimioinformática que se refere ao espaço de propriedades abrangido por todas as moléculas e compostos químicos possíveis que aderem a um dado conjunto de princípios de construção e condições de contorno. Ele contém milhões de compostos que são prontamente acessíveis e disponíveis para pesquisadores. É uma biblioteca usada no método de docking molecular.
Espaços teóricos Um espaço químico frequentemente referido em quimioinformática é o de moléculas potencialmente farmacologicamente ativas. Seu tamanho é estimado na ordem de 1060 moléculas. Não existem métodos rigorosos para determinar o tamanho preciso deste espaço. As suposições usadas para estimar o número de moléculas potencialmente farmacologicamente ativas, no entanto, usam as regras de Lipinski, em particular o limite de peso molecular de 500. A estimativa também restringe os elementos químicos usados a Carbono, Hidrogênio, Oxigênio, Nitrogênio e Enxofre. Ela ainda assume um máximo de 30 átomos para permanecer abaixo de 500 daltons, permite ramificação e um máximo de 4 anéis e chega a uma estimativa de 1063. Este número é frequentemente citado incorretamente em publicações subsequentes como sendo o tamanho estimado de todo o espaço da química orgânica, que seria muito maior se incluísse os halogênios e outros elementos. Além do espaço semelhante a fármacos e do espaço semelhante a leads, que são, em parte, definidos pela regra dos cinco de Lipinski, o conceito de espaço de fármacos conhecidos (KDS), que é definido pelos descritores moleculares de medicamentos comercializados, também foi introduzido. O KDS pode ser usado para ajudar a prever os limites dos espaços químicos para o desenvolvimento de fármacos, comparando a estrutura das moléculas que estão passando por design e síntese com os parâmetros de descritores moleculares que são definidos pelo KDS.
Espaços empíricos Em outubro de 2024, 219 milhões de moléculas receberam um Número de Registro do Chemical Abstracts Service (CAS). O Banco de Dados ChEMBL versão 33 registra atividades biológicas para 2.431.025 moléculas distintas. Bibliotecas químicas usadas para triagem baseada em laboratório para compostos com propriedades desejadas são exemplos de bibliotecas químicas do mundo real de pequeno porte (de algumas centenas a centenas de milhares de moléculas).
Geração A exploração sistemática do espaço químico é possível através da criação de bancos de dados in silico de moléculas virtuais, que podem ser visualizados projetando o espaço de propriedades multidimensionais de moléculas em dimensões inferiores. A geração de espaços químicos pode envolver a criação de combinações estequiométricas de elétrons e núcleos atômicos para produzir todos os isômeros topológicos possíveis para os princípios de construção dados. Em Quimioinformática, programas de software chamados Geradores de Estrutura são usados para gerar o conjunto de todas as estruturas químicas que aderem a condições de contorno dadas. Geradores de Isômeros Constitucionais, por exemplo, podem gerar todos os isômeros constitucionais possíveis de uma dada fórmula molecular bruta.
No mundo real, as reações químicas nos permitem mover no espaço químico. O mapeamento entre o espaço químico e as propriedades moleculares frequentemente não é único, o que significa que pode haver moléculas muito diferentes exibindo propriedades muito semelhantes. O design de materiais e a descoberta de fármacos envolvem ambos a exploração do espaço químico.
Ver também Quimioinformática Design de fármacos Triagem virtual Espaço de sequência (evolução) Mineração de moléculas
Referências
Categoria:Química Categoria:Química computacional Categoria:Ciência da computação