Tutorial para la búsqueda de información química

Material elaborado por M. en C. Fernanda I. Saldivar González

Departamento de Farmacia, Facultad de Química, Universidad Nacional Autónoma de México. Av. Universidad

3000, Ciudad de México 04510, México.

fer.saldivarg@gmail.com

Resumen: La búsqueda y recuperación de información química es una de las tareas principales a las que

se enfrentan estudiantes y profesionales del área química. Esta información debe ser confiable y

provenir de sitios académicos o institucionales que verifiquen su autenticidad y calidad. En este tutorial,

se describen las principales fuentes para obtener información química confiable que son: bases de datos

y revistas arbitradas. Se ejemplifican diferentes tipos de búsqueda de información como la búsqueda de

publicaciones especializadas en bases de datos como SciFinder, Web of Sciences y Scopus; también se

ejemplifican búsquedas de estructuras químicas y sus propiedades fisicoquímicas o biológicas en bases

de datos de acceso público, así como la búsqueda de información relacionada con reacciones químicas

en bases de datos como Reaxys, SciFinder y WebReactions.

Palabras clave: bases de datos, información química, reacciones químicas, SciFinder, Scopus, Web of

Science.

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1. Búsqueda de información en servidores web y revistas químicas

Objetivo: Mejorar las competencias de alumnos y profesionales del área química para la búsqueda de

información científica.

Objetivos específicos:

● Familiarizarse con los diferentes tipos de información científica y de herramientas de búsqueda

existentes.

● Evaluar y seleccionar la información de acuerdo con diferentes criterios de búsqueda.

● Identificar los diferentes tipos de publicaciones científicas, su estructura y contenido.

Introducción:

La búsqueda de información científica es uno de los puntos principales en la elaboración de trabajos

científicos que nos permite recuperar información almacenada en una serie de fuentes de información

distintas. Una revisión precisa de la literatura puede ayudar a evitar la pérdida de tiempo y recursos en

investigaciones cuyos resultados ya han sido publicados. En este sentido, la finalidad de la búsqueda y el

tema sobre el que tenemos que localizar información determinan el tipo de fuentes de información que

debemos consultar y, por tanto, los recursos que nos permiten acceder a ellas.

Actualmente, con el desarrollo de las nuevas tecnologías y la facilidad de publicación en la red, se puede

acceder a una gran cantidad de recursos que nos garantizan, a través de procesos de selección previos,

la recuperación de información fiable y de calidad, como por ejemplo los catálogos o las bases de datos

que se resumen en la Tabla 1.1. En este sentido, es importante tener en mente que dentro de la

información que podemos encontrar en estos recursos se encuentran distintos tipos de publicaciones,

algunos de los cuales requieren investigación original, categorizados como literatura primaria (e.g.,

artículos originales, reportes breves, tesis y patentes) y otros que se basan en trabajos previamente

publicados y son categorizados como literatura secundaria ( e.g., artículos de revisión y cartas al editor)

(Öchsner, 2013). Conocer los diferentes tipos de publicaciones que las revistas y editoriales manejan,

permite comprender las formas en que se puede difundir un trabajo científico e identificar qué tipo de

publicación es la adecuada para abordar un trabajo específico de investigación. A continuación, se

describen los principales tipos de publicaciones que se encuentran en revistas científicas y que se

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someten a una revisión de pares, la cual consiste en una valoración crítica de los manuscritos enviados

a las revistas por parte de los expertos, que no forman parte del personal editorial, con el fin de medir

su calidad, factibilidad y rigurosidad científica (Kelly et al., 2014).

• Artículos de investigación originales. Deben informar sobre un nuevo concepto o descubrimiento

que será de interés para la comunidad científica en general. La comunicación de los resultados de

investigaciones, ideas y debates deben estar escritos de una manera clara, concisa y fidedigna, de

un modo tal que proporcione información suficiente que permita a la comunidad científica valorar

las observaciones realizadas y la reproducción de los experimentos realizados.

• Reporte breve o comunicación corta (brief report, short communication). Similar al artículo original,

pero de menor extensión. Este formato es útil para los científicos con resultados que son sensibles

al tiempo (por ejemplo, aquellos en disciplinas altamente competitivas o que cambian

rápidamente).

• Artículos de revisión (review). Brindan un análisis crítico y constructivo de la literatura publicada

existente en un campo, a través de un resumen, análisis y comparación, a menudo identificando

brechas o problemas específicos y brindando recomendaciones para investigaciones futuras. Los

artículos de revisión pueden ser de tres tipos, en términos generales: revisiones de literatura,

revisiones sistemáticas y metanálisis (Ressing et al. 2009).

• Metodologías o métodos. Estos artículos presentan un nuevo método, prueba o procedimiento

experimental. El método descrito puede ser completamente nuevo o puede ofrecer una mejor

versión de un método existente. El artículo debe describir un avance demostrable sobre lo que está

disponible actualmente.

• Guía (guidelines): Documento con la intención de dirigir decisiones y criterios (asistencia,

enseñanza, investigación o publicación).

• Carta al editor (correspondence, letter to the editor, letter). Usualmente se presenta la crítica a una

publicación o suelen ser parte de una discusión científica que se hace pública.

• Editorial (editorial). Artículo sin formato definido, se redacta por un experto a quien el equipo

editorial invita para dar su opinión.

• Artículos de opinión. Son textos informativos escritos, que abordan un tema de actualidad, de

coyuntura o de interés público, pero desde la perspectiva y el expertise de un investigador o un

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especialista. Similar a la editorial, el formato es libre, pero es enviado espontáneamente por los

autores (sin invitación). Brindan una visión general crítica de investigaciones anteriores y

comentarios técnicos sobre las actividades de investigación actuales y los desafíos en un área de

amplio interés.

• Libros académicos. ofrecen otra forma, más allá de las revistas, de aprender sobre un tema en

específico, con ejemplos que incluyen colecciones editadas (en algunos casos, pueden ser

reimpresiones de artículos de revistas que están relacionados por tema), monografías (libros con

un tema especializado) y actas de congresos (artículos presentados en una reunión anual para la

organización principal de una disciplina, por ejemplo). Debido a la cantidad de tiempo involucrada

en la publicación, la información que se encuentra en un libro académico puede estar

desactualizada para el momento en que se publica el libro o al menos no tan actual como los

artículos de revistas publicados aproximadamente al mismo tiempo.

Tabla 1. 1 Bases de datos para la búsqueda de información científica

Base de datos Información

SciFinder producido por Chemical Abstracts Service (CAS), es la base de datos más completa para la literatura química. Se puede buscar por tema, autor, sustancias por nombre o número de registro CAS, o bien, utilizar el editor para dibujar estructuras químicas, subestructuras o reacciones.

Web of Science, propiedad de la empresa Clarivate Analytics, es la colección de bases de datos de referencias bibliográficas y citas de publicaciones periódicas que recogen información desde 1900 a la actualidad. La WOS está compuesta por la colección básica Core Collection que abarca los índices de Ciencias, Ciencias Sociales y Artes y Humanidades. Cuenta con herramientas herramientas para análisis y evaluación, como son el Journal Citation Report y Essential Science Indicators. Adicionalmente, cuenta con las bases de datos que la complementan: Medline, Scielo y Korean Citation Index.

Scopus es una base de datos de referencias bibliográficas y citas de la empresa Elsevier, de literatura peer review y contenido web de calidad, con herramientas para el seguimiento análisis y visualización de la investigación.

Base de datos producida por la U.S. National Library of Medicine que contiene referencias y resúmenes de artículos de unas 4.600 revistas biomédicas indizadas por MEDLINE, publicadas en más de 70 países. Permite acceso al Tesauro MESH (Medical Subject Headings), así como a textos completos de artículos de revistas, y de libros electrónicos. Contiene información desde 1966 y las referencias de OLDMEDLINE desde 1953.

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Para los profesionales de la ciencia, cada vez más conscientes de la necesidad de dar a conocer a la

sociedad sus investigaciones y diseminar sus resultados o descubrimientos entre los especialistas de la

misma rama de la ciencia o de la tecnología, las redes sociales son ya una herramienta imprescindible.

Entre sus ventajas destacan la facilidad de uso, la posibilidad de llegar a públicos masivos, la rapidez y la

posibilidad de utilizarse en cualquier lugar y momento. Por tal motivo, contar con una o más de estas

redes sociales (Tabla 1.2) podría ayudar a generar impacto y aumentar la visibilidad a un trabajo de

investigación, o bien, podría ayudar a conectar con profesionales interesados en un tema en particular.

Tabla 1. 2 Redes sociales científicas

Red social Descripción

Es la red social con más usuarios, con un total de 36 millones de investigadores afiliados a esta red social, que comparten 10 millones de publicaciones. Es un espacio digital donde los investigadores pueden interaccionar con otros compañeros y permitir que compartan sus investigaciones. Los documentos compartidos en la plataforma se monitorizan obteniendo estadísticas de descargas y dando acceso a métricas, y se puede conocer el impacto que tienen las publicaciones.

Research Gate tiene como misión el conectar a los investigadores y que sea más fácil para ellos compartir y acceder a la ciencia, el conocimiento y la experiencia. Podrás compartir tus publicaciones, conectar y colaborar con colegas, obtener estadísticas, hacer preguntas y obtener respuestas, e incluso encontrar trabajo.

Mendeley es a la vez una red social y un gestor de referencias bibliográficas. Esto permite a los investigadores organizar su trabajo al tiempo que pueden colaborar con otros científicos y conocer las últimas publicaciones en su área de interés.

Labroots es una red social focalizada en la producción de eventos y contenido visual digital. El contenido está clasificado en eventos virtuales, webinars, trending y videos. ¿Por qué Labroots y no YouTube? Labroots permite realizar una búsqueda más focalizada, obteniendo resultados de búsqueda más rápidas y probablemente más relevantes, también permite estar al tanto de las últimas novedades de las diferentes secciones.

Loop es una red social cuyo objetivo es mejorar el impacto y la visibilidad de las publicaciones científicas. Esta red social está respaldada por Frontiers Media SA, editorial académica especializada en la revisión a pares de revistas científicas, y por Nature, una de las revistas científicas más importantes a nivel mundial. ¿La diferencia con otras redes sociales? LOOP envía el perfil de los usuarios a diferentes Webs y revistas científicas, con el fin de incrementar la visibilidad de sus publicaciones.

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Ejemplos de búsqueda

1. SciFinder: Búsqueda, recuperación y almacenamiento de literatura especializada

En este ejemplo se buscará información relacionada con el diseño de agonistas de PPAR ɑ para el

tratamiento de diabetes mellitus tipo 2 (DMT2). Se recuperará información relacionada y se crearán

alertas de búsqueda para mantenerse actualizado en el tema.

a) Ingrese a SciFinder desde un proveedor académico. Si eres alumno de la UNAM puedes ingresar

desde la página de la Biblioteca digital UNAM (https://bidi.unam.mx/). En el botón de búsqueda

ingrese el texto para su búsqueda “PPARa agonists type 2 diabetes mellitus” y de clic en el botón

“Search”.

b) Antes de generar un conjunto de respuestas, SciFinder reúne una lista de candidatos para que usted

seleccione el más cercano a su búsqueda. Haga clic para seleccionar las referencias que contienen

los conceptos que están más estrechamente asociados entre sí y después presione el botón “Get

References”.

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c) El conjunto de respuestas se muestra en la pantalla de referencia. Note que SciFinder resalta las

palabras que coinciden (y sus sinónimos) con los criterios de búsqueda. Para ordenar las referencias

por el número de referencias que citan, haga clic en la flecha desplegable por “Sort by” y seleccione

la opción de “Citing References”.

d) Al seleccionar un resultado específico, se desplegará una pantalla con todos los detalles de esa

referencia. Se muestra el resumen completo junto con la información bibliográfica. Los

hipervínculos azules recuperan las referencias asociadas a conceptos, citas o sustancias descritas en

el artículo.

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e) Para buscar automáticamente nuevas sustancias que cumplan los mismos criterios, regrese a la

pantalla con los resultados de su búsqueda y haga clic en crear una alerta “ Create Keep me Posted

Alert” . Por defecto, la alerta expira en un año. Para cambiar la fecha de vencimiento haga clic en

cambiar “Change”. Usted puede elegir para para buscar actualizaciones cada semana “Week” o cada

mes “Month”.

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2. Web of Science: Búsqueda de literatura especializada

En este ejemplo se buscarán artículos publicados recientemente relacionados con el uso de

nanomateriales en la agricultura. Se analizarán los resultados de esta búsqueda y se identificarán los

artículos claves en el tema.

a) Ingrese a Web of Science desde un proveedor académico.

b) Una vez en la página de Web of Science, ingrese las palabras claves para realizar su búsqueda. Es

importante que estas palabras se ingresen en inglés. También se puede hacer uso de los

operadores lógicos AND, OR y NOT para refinar los resultados. En este caso incluimos las palabras

nanometerials AND agriculture y establecimos como periodo de búsqueda, las publicaciones de

los últimos 10 años (2010 a 2020). Una vez establecida las palabras clave y el periodo de

búsqueda da clic en “Buscar”.

c) En la parte inferior izquierda se pueden encontrar las publicaciones más citadas y las más

populares en el tema. Para analizar la información obtenida, selecciona la opción “Analizar

resultados”, que se encuentra en la parte superior derecha.

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d) En la parte izquierda de la pantalla se encuentran las opciones para analizar esta información.

Por ejemplo, se pueden analizar el número de publicaciones por año, los tipos de documentos

publicados, los países que están trabajando en el tema, así como las principales áreas de

investigación relacionadas. A continuación, se muestra un diagrama de barras que resume el

número de publicaciones por año y los tipos de documentos publicados para los 490 resultados

obtenidos de la búsqueda de nanomaterials AND agriculture (octubre 2020).

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3. Scopus: Identificar información relacionada con revistas especializadas e identificar sus diferentes

métricas.

En este ejercicio revisaremos las principales revistas del área química y las métricas que ayudan a

evaluar y comparar su impacto en la investigación.

a) Ingrese a Scopus desde un servidor académico.

b) Seleccione la opción de “Sources” que se encuentra en la parte superior de la pantalla. En el

buscador escriba la palabra “chemistry” y seleccione el área en la que se desempeña. En este caso

se seleccionó la opción de Organic chemistry. Finalmente haga clic en “Apply”.

c) Se desplegará una lista con las revistas enfocadas a los criterios de búsqueda establecidos y sus

diferentes métricas. En este caso, Scopus arrojó 233 resultados de revistas enfocadas en Química

Orgánica. En la parte izquierda aparecen filtros para refinar su búsqueda, por ejemplo, puede incluir

que le arroje resultados únicamente de revistas de acceso abierto, o bien, establecer un número

mínimo o máximo de citas en los últimos 4 años.

Algunas de las métricas que se aplican para evaluar y comparar revistas científicas son: número de

citas y documentos publicados en los últimos 4 años, así como el valor de CiteScore, que es una

medida que refleja el número promedio anual de citas de artículos recientes publicados en esa revista.

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d) Al seleccionar un resultado, se desplegará información relacionada con la revista como: el título;

los años de la publicación que están disponibles en Scopus y si está suscrito al contenido; el editor

de la revista; el número de serie estándar internacional o el número de serie estándar internacional

electrónico (ISSN) asignado a la revista y el área temática en la que se clasifica la revista (si la revista

califica para más de un área temática, entonces cada área temática con la que está asociada

aparece aquí).

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4. CASSI: Buscar o confirmar rápida y fácilmente títulos y abreviaturas de publicaciones en un formato

electrónico accesible.

En este ejercicio citaremos el siguiente artículo en formato Vancouver, por lo que es necesario conocer

la abreviación correcta de la revista Bioorganic & Medicinal Chemistry.

La herramienta de búsqueda CAS Source Index (CASSI) es proporcionada por CAS como un servicio

público y funciona como un recurso complementario que se puede utilizar para buscar o confirmar

rápida y fácilmente títulos y abreviaturas de publicaciones en un formato electrónico accesible. Esta

herramienta resulta particularmente útil tanto para citar como para interpretar citas. La base de datos

CASSI SM contiene una lista de publicaciones indexadas por CAS desde 1907, incluidas publicaciones

científicas y técnicas seriadas y no seriadas. La base de datos se actualizó por última vez el 8 de

noviembre de 2020.

a) Ingrese a la página de CASSI (https://cassi.cas.org/search.jsp)

b) En la barra de búsqueda escriba el nombre de la revista “bioorganic and medicinal chemistry” y

de clic en el botón de buscar “Search”.

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c) Se desplegará una pantalla con datos de la publicación. Anote la abreviación de la revista y cite

en formato Vancouver.

Lau JL, Dunn MK. Therapeutic peptides: Historical perspectives, current development trends, and future

directions. Bioorg. Med. Chem. 2018;26(10):2700–7.

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Ejercicios

1. Buscar en bases de datos científicas un ejemplo para cada tipo de publicación que se describe

en la siguiente tabla y rellene los espacios en blanco con la información que se solicita.

Tipo de búsqueda Título de la publicación Revista/Editorial Factor de impacto Artículo de revisión que describa los diferentes fármacos que se han reposicionado para tratar la enfermedad COVID-19

Libro editado que mencione diferentes métodos computacionales aplicados al diseño de fármacos

Artículo original publicado reciente (2015-2020) que describa la síntesis de nuevos compuestos con actividad antiparasitaria

2. Ingresar a ResearchGate (https://www.researchgate.net/) , registrarse y crear un perfil. Explore

temas científicos para encontrar investigadores en su campo, publicaciones, preguntas y

proyectos de investigación relacionados.

3. Utilizando la herramienta CASSI, busque el nombre completo de las revistas resaltadas en las

siguientes referencias.

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Para saber más:

• Kelly, J., Sadeghieh, T., & Adeli, K. (2014). Peer review in scientific publications: benefits, critiques, &

a survival guide. EJIFCC, 25(3), 227.

• Öchsner, A. (2013). Types of Scientific Publications. In A. Öchsner (Ed.), Introduction to Scientific

Publishing: Backgrounds, Concepts, Strategies (pp. 9–21). Springer Berlin Heidelberg.

• Ressing, M., Blettner, M., & Klug, S. J. (2009). Systematic Literature Reviews and Meta-Analyses. In

Deutsches Aerzteblatt Online. https://doi.org/10.3238/arztebl.2009.0456

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2. Bases de datos de compuestos químicos

Objetivo general: Familiarizarse con el uso de servidores de acceso público como ChemSpider,

ChEMBL, DrugBank, ZINC para realizar búsquedas y consultas de datos de estructuras químicas.

Objetivo específico: Identificar el tipo de información disponible en cada uno de estos recursos, de tal

manera que la búsqueda de información se realice en forma sencilla y eficiente.

Introducción:

Una base de datos es una estructura organizada de almacenamiento de información, normalmente

asociada a un programa computacional. Su finalidad es actualizar, responder y recuperar datos

almacenados en el sistema de manera eficiente. La extracción de información de bases de datos, llamada

minería de datos (en inglés, data mining) surgió para ayudar a comprender el contenido de un

repositorio de datos e identificar relaciones numéricas, patrones repetitivos, tendencias o reglas que

expliquen el comportamiento de los datos en un determinado contexto. Actualmente, se puede acceder

a distintas bases de datos que poseen información diversa, ya sean de estructuras moleculares,

propiedades fisicoquímicas o biológicas, entre otras (Zass & Engel, 2018). También, pueden encontrarse

bases de datos especializadas. Por ejemplo, en la investigación en fármacos, las bases de datos usadas

con frecuencia son PubChem, ChEMBL, ZINC y DrugBank (Bender 2010; Nicola et al. 2012). Un resumen

de las diferentes bases de datos químicas y el tipo de información disponible en cada una de estas se

resume en la Tabla 2.1.

Tabla 2.1 Páginas disponibles en línea para búsqueda y recuperación de información química.

Base de datos Tipo de información URL

Estructuras químicas y propiedades fisicoquímicas

CAS Registry contiene más de 167 millones de sustancias químicas orgánicas e inorgánicas únicas, como aleaciones, compuestos de coordinación, minerales, mezclas, polímeros y sales, y más de 68 millones de biosecuencias.

https://www.cas.org/support/documentation/chemical-

substances/faqs

Estructuras químicas de compuestos de interés y la predicción de muchos parámetros físicoquímicos.

http://www.chemspider.com/

Disponibilidad en el mercado

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Compuestos químicos disponibles en el mercado.

http://zinc15.docking.org/

Contiene más de 6 millones de moléculas de proveedores comerciales, como Acros, Asinex, ChemBridge, ChemDiv, ComGenex, Enamine, Fluka, Key Organics, Maybridge, Otava, Sigma-Aldrich, y muchos más.

https://www.emolecules.com/

Patentes

Productos químicos de patentes de texto completo

https://www.surechembl.org

Diseño de fármacos/Información Biológica

Sustancias, estructuras y datos de bioactividad.

https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/

Dianas moleculares, moléculas bioactivas con propiedades farmacéuticas.

https://www.ebi.ac.uk/chembl/

Fármacos aprobados por la FDA* (moléculas pequeñas y biotecnológicos), nutracéuticos y fármacos en fase experimental con datos farmacológicos, ADME-Tox.**

https://go.drugbank.com/

Otras

Base de datos y ontología de entidades químicas de interés biológico

https://www.ebi.ac.uk/chebi/

Datos sobre estructuras macromoleculares biológicas

https://www.rcsb.org/

* Food and Drug Administration. ** Propiedades de absorción, distribución, metabolismo, excreción y

toxicología.

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Ejemplos de búsqueda

1. ChemSpider: Busqueda de subestructuras.

La búsqueda de subestructuras devolverá todos los resultados que contengan la subestructura que ha

introducido.

a) Ingrese a la página de ChemSpider (ver URL en la Tabla 2.1)

b) Seleccione la opción de búsqueda por estructura “Structure”

c) Dibuje la siguiente estructura y en las opciones de búsqueda seleccione la opción “Substructure”

y establezca un límite de compuestos a obtener en “Seach Hits Limit”. Finalmente presione el

botón “Search”

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d) A continuación, se desplegará una pantalla con los compuestos que contienen la subestructura

dibujada en el paso anterior.

e) Seleccione un compuesto y analice la información proporcionada por ChemSpider.

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2. PubChem: Identificación de compuestos con propiedades específicas

a) Ingrese a la página de PubChem (ver URL en la Tabla 2.1)

b) Introduzca la palabra “benzimidazole 2:4[XlogP]” en la barra de búsqueda y presione la opción

Use Entrez y de enter. Esta búsqueda le regresará compuestos con anillo benzimidazol que

tengan valores de xlogP entre 2 y 4.

c) 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.

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3. DrugBank: Identificar fármacos aprobados para tratar la diabetes mellitus tipo 2 (DMT2)

a) Ingrese a la página de DrugBank (ver URL en la Tabla 2.1).

b) Seleccione el link Search y después la opción de Indications. Escriba la indicación terapéutica de

los compuestos a obtener, en este caso “Type 2 Diabetes Mellitus”, oprima la opción de Search.

d) Seleccione la opción correspondiente a su búsqueda y posteriormente se desplegará un listado

con los fármacos aprobados para tratar DMT2 y una breve descripción para cada uno de ellos.

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4. ChEMBL: Buscar y descargar compuestos con valores de actividad biológica para una diana

particular.

En este ejercicio se buscarán compuestos con actividad reportada para la enzima beta-secretasa 1

(BACE1), considerada como objetivo biológico para el diseño de nuevos agentes contra la

enfermedad de Alzheimer.

a) Ingrese a la página de ChEMBL (ver URL en la Tabla 2.1)

b) Una vez en la página, escriba “BACE1” en la barra de búsqueda y seleccione la opción “ in all

Targets”.

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c) En los resultados que se muestran, escoja el ID de la enzima beta-secretase 1 perteneciente al

organismo Homo Sapiens.

d) Analice la información relacionada con esta enzima y en Activity Charts elija la opción IC50 que

se encuentra indicado con color en el círculo de “Associated Bioactivities”.

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e) Para descargar los compuestos con valores de IC50 para la enzima BACE1, en el extremo superior

derecho de la página se encuentra el botón CSV. De clic y guarde los resultados en una carpeta.

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Ejercicios

1. Ingrese a la página de ChemSpider (ver link en la Tabla 2.1). Una vez en la página, en la barra de

búsqueda pegar el siguiente SMILES (Simplified Molecular Input Line Entry System) :

CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 y dar clic en el icono de buscar. Note que los SMILES son una notación

lineal 2D que mediante caracteres alfanuméricos codifica la estructura de una molécula.

Registre la siguiente información:

-Nombre(s):__________________________________________________________________________

- Toxicidad: __________

- Valores experimentales para las siguientes propiedades fisicoquímicas

punto de fusión: _______; punto de ebullición:______________ ; solubilidad:______________

2. Ingrese a DrugBank y obtenga la siguiente información farmacológica del compuesto Letermovir. a) Indicación terapéutica:___________________________________________________________

b) Farmaodinamia:_________________________________________________________________

c) Mecanismo de acción:____________________________________________________________

3. En la siguiente tabla se encuentran ejemplos de tipos de bases que se desean construir a partir

información existente en bases de datos públicas, la aplicación y el tipo de información necesaria.

Mencione en la siguiente tabla al menos dos bases de datos o revistas útiles para construir cada

base de datos.

Tipo de compuestos Aplicación Información a obtener Recursos en línea o revistas para construir la BD*

Fármacos aprobados para el tratamiento de enfermedades neurológicas

Caracterización y comparación del espacio químico. Análisis de propiedades fisicoquímicas

-Nombre o ID de cada compuesto -SMILES de cada compuesto

Análogos de piridin-2(1H)-ona como inhibidores de transcriptasa inversa de VIH.

Selección (filtrado) de compuestos y/o sub-grupo de moléculas

-Nombre o ID de cada compuesto -SMILES - Empresas químicas que venden estos compuestos (chemical vendors)

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Para saber más:

• Bender, A. (2010). Compound bioactivities go public. Nature Chemical Biology, 6(5), 309–309.

• Nicola, G., Liu, T., & Gilson, M. K. (2012). Public Domain Databases for Medicinal Chemistry. Journal of

Medicinal Chemistry, 55(16), 6987–7002.

• Zass, E., & Engel, T. (2018). Databases and Data Sources in Chemistry. In Chemoinformatics (pp. 185–230).

https://doi.org/10.1002/9783527816880.ch6

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3. Bases de datos de reacciones químicas

Objetivo general: Familiarizarse con el uso de servidores como CASREACT, REAXYS y Web of Reactions

para realizar búsquedas y consultas de información relacionada con reacciones químicas.

Objetivo específico: Identificar el tipo de información disponible en cada uno de estos recursos, de tal

manera que la búsqueda de información se realice en forma sencilla y eficiente.

Introducción:

Las bases de datos de reacciones almacenan información que puede ayudar a crear un entorno rico en

datos en la etapa inicial del desarrollo de compuestos químicos. Con esta información se pueden

establecer diversas mejoras en el proceso de selección inicial, que se ven reflejadas principalmente en

una disminución del costo y tiempo requerido. Por ejemplo, se pueden comparar diferentes reacciones

para producir el mismo producto, analizar diferentes formas de realizar una transformación específica

de un grupo funcional y especificar las condiciones de reacción. También se puede evaluar la ruta de

reacción en términos de rendimiento, coste y sostenibilidad (Papadakis et al., 2017).

Buscar reacciones y recuperar información relevante de una reacción química es más complejo que la

búsqueda de compuestos individuales, ya que implica la búsqueda de estructuras químicas de reactivos

o productos (completa o parcial), información de transformación (centros de reacción), descripción de

reacciones (el tipo de reacción, comentarios generales) y datos numéricos sobre la reacción

experimental (rendimiento, selectividad, condiciones de reacción, etc.). Por esta razón, se han realizado

esfuerzos para clasificar las bases de datos con respecto a su información de reacción de búsqueda. Los

criterios que se han establecido son los siguientes (Zass, 2008).

i) Cada reacción es un registro individual en la base de datos (detallado y gráfico). La reacción debe

recuperarse de la base de datos como un registro detallado (reactivos, productos,

estequiometría, etc.). También se puede extraer como una representación gráfica donde se

muestra el esquema de reacción. En muchas bases de datos, la reacción se representa en forma

gráfica.

ii) Información estructural para el producto de destino y sustratos.

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iii) Los centros de reacción están asignados y se pueden buscar de manera confiable. El centro de

reacción de una reacción es la colección de átomos y enlaces cambiados durante la reacción

(Warr, 2014).

iv) Los componentes de la reacción deben poder buscarse. Información de los componentes

implicados en la reacción como reactivo, catalizadores, disolventes, etc.

v) Reacciones de varios pasos. En el caso de reacciones de varios pasos, todas las reacciones

(individual y vía completa) deben poder buscarse.

vi) Condiciones de reacción. Condiciones tales como pH, temperatura, presión, etc. deben poder

buscarse mediante valores exactos y adecuados.

vii) Clasificación de reacciones. El tipo de reacción (es decir, esterificación) debe poder buscarse.

viii) Post-procesamiento del contenido de la base de datos. Exportación de los datos de reacción

recuperados en otras herramientas (por ejemplo, hojas de cálculo de Excel).

Las principales bases de datos de reacciones químicas que ayudan a organizar, almacenar y recuperar

datos han sido descritas por Papadakis et al. (Papadakis et al., 2017). La base de datos de reacciones

CASREACT(Blake & Dana, 1990; Reactions - CASREACT - Answers to Your Chemical Reaction Questions,

n.d.) destaca por contener el mayor número de reacciones reportadas, aproximadamente 123 millones

de reacciones de un solo paso y de múltiples pasos, que datan de 1840 hasta el presente. Esta base de

datos se puede utilizar para proporcionar información sobre diferentes formas de producir el mismo

producto, para conocer las diferentes aplicaciones de un catalizador particular, y conocer varias formas

de llevar a cabo transformaciones de grupos funcionales específicos (Blower et al., 1997). Otra base de

datos de reacciones es REAXYS (Goodman, 2009; Reaxys, n.d.). REAXYS está basada en las bases de datos

de química líderes en la industria de Elsevier que incluyen datos de más de 49 millones de reacciones

que han sido reportadas desde 1771 hasta la actualidad. Incluye información de muchos compuestos

(orgánicos, inorgánicos y organometálicos) y detalles de reacciones experimentales (rendimiento,

disolventes, etc.). Se puede buscar reacciones, sustancias, fórmulas y datos, como datos de propiedades

fisicoquímicas, espectros. Además, la base de datos REAXYS se puede utilizar para la planificación de

rutas de síntesis.

WebReactions de Open Molecules (Open Molecules, n.d.) es un buen ejemplo de una base de datos de

reacciones de acceso abierto. A diferencia de las bases de datos de reacciones convencionales que

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trabajan en la búsqueda de subestructura de reacción, WebReactions realiza una búsqueda de similitud

de reacción personalizable que se centra en el centro de reacción.

Tabla 3.1. Relación de las principales bases de datos disponibles de reacciones químicas y los criterios que cumplen

(Zass, 2008). Criterio: (i) registros individuales de reacciones, (ii) información sobre la estructura química, (iii)

centros de reacción, (iv) componentes de reacción con capacidad de búsqueda, (v) reacciones de varios pasos, (vi)

condiciones de reacción, (vii) clasificación de la reacción, (viii ) información de post procesamiento.

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Ejemplos de búsqueda

1. CASREACT: Busqueda de reacciones químicas, proveedores de sustancias e identificación de referencia

bibliográfica.

En este ejercicio se buscará la reacción de síntesis de 1,2,4-ozidiazoles y se identificaran proveedores y la

metodología para su preparación.

a) Ingrese a la página de SciFinder desde un proveedor académico y en la parte lateral izquierda,

seleccione la opción de “Reaction Structure”.

b) Haga clic en el editor de estructuras y dibuje la siguiente reacción para la síntesis de 1,2,4-ozidiazoles y

presione el botón “OK”.

c) Se desplegarán diferentes resultados que contienen las subestructuras definidas en la reacción.

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Si una sustancia está disponible comercialmente, debajo de ella aparece un icono de matraz con el número

de fuentes comerciales. Para recuperar los recursos comerciales, haga clic en el icono. También puede ver la

información de la sustancia o iniciar una búsqueda en cualquiera de las sustancias de la reacción. Para hacerlo,

coloque el cursor sobre una sustancia para resaltarla. Luego haga clic en >> para mostrar las opciones de la

sustancia, o haga clic en el icono de lupa para obtener una vista previa de la información de la sustancia sin

salir de la pantalla actual.

El medio de reacción y el rendimiento obtenido se indica en el apartado “Overview”. Para leer con mayor

detenimiento su preparación, consulte la referencia original , el link se encuentra en el apartado “Source”.

33

2. REAXYS: Planear diferentes rutas de síntesis para un compuesto químico

En este ejercicio se analizarán diferentes rutas de síntesis utilizadas para preparar omeprazol, un inhibidor

de la bomba de protones.

a) Ingrese a la página de Reaxys desde un proveedor académico.

b) Seleccione la opción “Draw”. En la nueva ventana, en la parte superior derecha aparecerá la opción de

insertar estructura por nombre “Insert structure from name”, de clic y escriba la palabra “omeprazole”.

Automáticamente se dibujará la estructura del omeprazol. Añada una flecha antes de la estructura para

indicar que busca información sobre la síntesis de este compuesto. Finalmente, de clic en el botón

“Transfer to query” y “Find”.

34

Como se observa en los planes de sintésis selecionados, estos implican la formación de un enlace tioéter

entre los restos de bencimidazol y piridina, y la oxidación del azufre al correspondiente sulfóxido. Para

la primera reacción (paso retrosintético 2), el plan de síntesis 1 implica una sustitución nucleofílica

tradicional (SN2) entre el tiol en la posición 2 del bencimidazol y el clorometilo en la posición 2 de la

piridina, mientras que el plan de síntesis 2 utiliza una sustitución aromática nucleofílica (SNAr). El paso

final en ambos planes de síntesis (paso retrosintético 1) requiere la oxidación del sulfuro al sulfóxido. Sin

embargo, ambos usan diferentes reactivos y por lo tanto el producto se obtiene con diferentes

rendimientos; el plan de síntesis 2 incluso ofrece la opción de obtener la sal de magnesio directamente

de este último paso, que es una de las presentaciones comerciales de este fármaco.

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3. WebReactions: Encontrar precedentes en la literatura para una consulta de reacción, ya sea

una transformación particular que conduzca a un compuesto específico o una búsqueda más

general de análogos de reacción coincidentes en varios niveles de similitud.

En este ejemplo se buscará diferentes formas de realizar la reacción de aminación reductora

involucrada en la síntesis de fentanilo, un potente analgésico opioide.

a) Descargue el programa en la siguiente dirección

(http://www.openmolecules.org/webreactions/applet.html)

b) Realice la entrada de la reacción y defina los centros de reacción (color rojo); un rendimiento

mínimo y las características de los átomos circundantes.

c) En este caso, hay siete reacciones coincidentes de cómo se podrían llevar a cabo reacciones similares bajo

diferentes agentes reductores y condiciones de reacción, tres ejemplos se muestran a continuación. Cada

resultado proporciona el reactivo, el producto y el catalizador, y la referencia del artículo original.

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Ejercicios

1. Ingrese a CASREACT y busque referencias para la síntesis del bisulfato de clopidogrel “clopidogrel

bisulfate”, un fármaco que inhibe la agregación plaquetaria y que es utilizado para tratar a pacientes con

síndrome coronario agudo, infarto de miocardio, enfermedad vascular periférica y algunos pacientes con

accidente cerebrovascular.

2. Ingrese a REAXYS y genere una ruta retrosintética para la síntesis de una porfirina en un máximo de 3

pasos y con un rendimiento mayor a 70 %.

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Para saber más:

• Blake, J. E., & Dana, R. C. (1990). CASREACT: more than a million reactions. Journal of Chemical Information

and Computer Sciences, 30(4), 394–399.

• Blower, P. E., Myatt, G. J., & Petras, M. W. (1997). Exploring Functional Group Transformations on

CASREACT. Journal of Chemical Information and Computer Sciences, 37(1), 54–58.

• Goodman, J. (2009). Computer Software Review: Reaxys. Journal of Chemical Information and Modeling,

49(12), 2897–2898.

• Papadakis, E., Anantpinijwatna, A., Woodley, J., & Gani, R. (2017). A Reaction Database for Small Molecule

Pharmaceutical Processes Integrated with Process Information. In Processes (Vol. 5, Issue 4, p. 58).

https://doi.org/10.3390/pr5040058

• Reactions - CASREACT - Answers to your chemical reaction questions. (n.d.). Retrieved October 14, 2020,

from http://www.cas.org/content/reactions

• Reaxys. (n.d.). Retrieved October 14, 2020, from https://www.reaxys.com/

• Warr, W. A. (2014). A Short Review of Chemical Reaction Database Systems, Computer-Aided Synthesis

Design, Reaction Prediction and Synthetic Feasibility. In Molecular Informatics (Vol. 33, Issues 6-7, pp.

469–476). https://doi.org/10.1002/minf.201400052

• www.openmolecules.org. (n.d.). Retrieved October 14, 2020, from

http://www.openmolecules.org/webreactions/intro.html

• Zass, E. (2008). Databases of Chemical Reactions. In Handbook of Chemoinformatics (pp. 667–699).

https://doi.org/10.1002/9783527618279.ch24