💊4.1 PubChem

Link de acceso: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/

Creada por la Biblioteca Nacional de Medicina (NLM), un instituto que forma parte de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de Estados Unidos. PubChem provee información de la mayoría de las moléculas, como nucleótidos, carbohidratos, lípidos, péptidos, macromoléculas químicamente modificadas y moléculas más pequeñas. Almacena datos de sus identificadores, estructuras químicas, propiedades químicas y físicas, actividad biológica, patentes e información toxicológica. La información almacenada por PubChem es recolectada de cientos de fuentes de información, donde se incluyen, por dar algunos ejemplos, agencias gubernamentales, vendedores químicos y artículos de investigación.

Actualmente (Septiembre 2023), PubChem proporciona más de 115 millones de compuestos con estructuras químicas únicas y más de 308 millones de sustancias, siendo así una de las principales fuentes de entidades químicas para la comunidad científica. PubChem también nos permite acceder a información ligada a compuestos como bioensayos, bioactividades, genes, proteínas, taxonomías, secuencias y patentes.

Para acceder a la información contenida en PubChem se puede ingresar desde su página principal (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov), o bien, mediante programación. A continuación, se revisarán los tipos de búsquedas que pueden realizarse en PubChem utilizando su interfaz web (Figura 1) y en la siguiente sección se abordará la obtención de esta información mediante programación.

Búsqueda del mecanismo de acción de compuestos bioactivos

El uso más común de PubChem es la búsqueda de información de un compuesto determinado. Por ejemplo, identifiquemos los genes y proteínas conocidas con las cuales interactúa el losartan.

Figura 1. Sitio web de PubChem.

En la caja de búsqueda es posible introducir diferentes formatos, desde nombres comunes (por ejemplo, aspirina) hasta fórmulas moleculares (por ejemplo, C9H8O4). También es posible realizar la búsqueda a través del formato SMILES o InChI.

A continuación, escriba "losartan" en la caja de búsqueda:

Figura 2. Búsqueda por consulta en PubChem.

PubChem ofrecerá una serie de sugerencias colocando siempre en primer lugar la mejor opción; es decir, aquella opción que se acople más a nuestros criterios de búsqueda.

Figura 3. Elección de resultado óptimo de búsqueda.

Al ingresar, se puede navegar a través de un menú que contiene toda la información relevante del Losartan. Para conocer más sobre su mecanismo de acción y sobre qué proteínas/genes interactúa, nos dirigmos a la sección 8 (Pharmacology and Biochemistry) y posteriormente a la subsección 8.8 (Mechanism of Action).

FIgura 4. Consulta de información específica.

Búsqueda de compuestos similares

Además del texto, PubChem permite realizar una búsqueda por similitud con la estructura química. Este tipo de búsqueda puede realizarse mediante el formato SMILES, InChI o dibujando la estructura utilizando PubChem Sketcher.

Siguiendo con el ejemplo anterior, haga click sobre la opción Similar Structures Search.

FIgura 5. Búsqueda mediante similitud en la estructura.

A continuación, se le presentará un listado que contiene todos los compuestos con estructura química similar a la del Losartan. En la sección de filtros, podemos asignar filtros: peso molecular, hidrógenos, XLogP, etc.

Búsqueda de compuestos a través de similitud 3D

PubChem permite realizar búsquedas a través de similitud 3D.

Figura 6. Búsqueda por similitud de estructura 3D.

Podemos descargar las estructuras en formato SDF.

Obtención de bioactividad para compuestos a partir de búsqueda por subestructura

Cuando un determinado patrón de una estructura química aparece en una estructura más grande, a este patrón se le conoce como subestructura. En PubChem es posible realizar la búsqueda de estructuras que cuenten con una subestructura en específico.

En este ejemplo, se utilizará el PubChem Sketcher, para realizar la búsqueda por subestructura.

Figura 7. Búsqueda mediante PubChem Sketcher.

Podemos dibujar la estructura o en la parte de arriba se encuentra la opción de colocar el nombre, fórmula, SMILES o InChI para que se genere de forma automática el dibujo. Después, al iniciar la búsqueda, nos dirigimos a la sección de Subestructure.

Figura 8. Resultados a partir de coincidencias en subestructuras.

Búsqueda de compuestos con propiedades específicas

También es posible restringir la búsqueda a compuestos con las propiedades deseadas. Por ejemplo, para realizar una búsqueda de compuestos con anillo bencimidazol que tengan valores de xlogP entre 2 y 4 introducimos en la barra de búsqueda: “benzimidazole 2:4[XlogP]” y presionamos la opción Use Entrez (Figura 9).

Figura 9. Opción Use Entrez.

Si desea descargar estos archivos, en la parte superior derecha se encuentra la opción Structure Download. Debajo de esta opción se encuentra información relacionada con los valores de bioactividad o ensayos en los que se han evaluado dichos compuestos (Figura 10).

Figura 10. Resultados de búsqueda con propiedades específicas.

Para acceder a la lista completa de filtros que pueden utilizar para búsquedas avanzadas da click aquí.

Para saber más:

• About PubChem. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/docs/about Fecha de acceso: Diciembre de 2023.

• Kim S, Chen J, Cheng T, Gindulyte A, He J, He S, Li Q, Shoemaker BA, Thiessen PA, Yu B, Zaslavsky L, Zhang J, Bolton EE (2023). PubChem 2023 update. Nucleic Acids Res. 51(D1):D1373-D1380. doi:10.1093/nar/gkac956.