L’étude des indices topologiques, leurs applications en QSAR/QSPR et leurs corrélations aux représentations moléculaires «Plerograph» et «Kenograph»

Abstract

Les processus qui mènent à la découverte de nouveaux médicaments sont longs et fastidieux, et les taux de succès sont relativement faibles. L’identification de candidats par le biais de tests expérimentaux s’avère coûteuse, et nécessite de connaître en profondeur les mécanismes d’action de la protéine visée afin de mettre en place des essais efficaces. La modélisation de propriétés et d’activités de molécules peut considérablement accélérer ces processus en permettant une évaluation rapide de plusieurs milliers de molécules afin de déterminer lesquelles sont les plus susceptibles de se lier à une activité biologique ou propriété physique/chimique d’une molécule. L’un des challenges de la chémo-Informatique est d’être capable de décrire de manière simple des molécules afin de pouvoir les utiliser dans des études de similarité ou de pouvoir prédire leur activité en se basant sur les informations contenues dans les composés déjà connus. De nombreuses recherches ont été menées, au cours des dernières décennies, pour trouver la meilleure façon de représenter l’information contenue dans la structure des molécules, et ces structures elles-mêmes, en un ensemble de nombres réels appelés indices topologiques ; une fois que ces nombres sont disponibles, il est possible d’établir une relation entre ceux-ci et une propriété ou activité moléculaire, à l’aide d’outils de modélisation classiques. Ces indices topologiques réalisent de ce fait un codage de l’information chimique en un vecteur de réels. Le premier objectif de ce travail était d’améliorer la façon de calculer quelques principaux indices topologiques tels que : les indices de Wiener, de degré de distance, d’Hyper-Wiener et de terminal de Wiener, en proposant des formules utilisant juste le nombre de paires de sommets ayant la même distance k (dG(k)) pour les calculer. On a utilisé ces formules avec des graphes de littérature, de différents diamètres, ou que nous les avons conçus afin de les vérifiées. L’étude de ces indices nous a fourni une vision globale sur leurs définitions et nous l’a exploité afin de regrouper ces indices en des groupes selon la matière première de leurs définitions (distance entre deux sommets, degrés des sommets, ...) et donc, donné pour chaque groupe d’indices une relation qui les convient. Ce regroupement améliorera, sans doute, les techniques de méthodes de la sélection des variables qui font parties des méthodes de modélisation. Puis, on a étudié la notion de la représentation moléculaire (Kenograph et Plerograph) car elle se considère dans la littérature comme le premier pas de calcul des indices topologiques en donnant d’autres raisons justifiant la domination de type Kenograph depuis la création de la théorie des graphes moléculaire.