… a partir de la fórmula estructural también se debe tener en cuenta la configuración tridimensional de las moléculas. Para modelar la configuración, necesitamos técnicas adecuadas que se pueden proporcionar mediante la transformación de gráficos, como se muestra en la Sección 3. La configuración espacial juega un papel clave en muchas reacciones químicas. La disposición de los átomos de una entidad molecular en el espacio distingue a los enantiómeros que tienen diferentes propiedades químicas. A menudo huelen y saben de manera diferente, y la diferencia con respecto a su efecto farmacológico puede ser grave, ya que los receptores en el cuerpo humano interactúan solo con moléculas de medicamentos que tienen la configuración absoluta adecuada. Las moléculas quirales son imágenes especulares unas de otras, pero no se pueden superponer mediante traslación y rotación. La Figura 5 muestra una molécula quiral de muestra: gliceraldehído . Los entantiómeros L-gliceraldehído y D-gliceraldehído actúan como las manos izquierda y derecha, que son iguales excepto por su disposición en el espacio tridimensional. La quiralidad juega un papel en varias de las moléculas y enzimas involucradas en el ciclo del ácido cítrico. El isocitrato y el malato son moléculas quirales, el citrato es proquiral , es decir, se convertiría en quiral si uno de dos ligandos idénticos (átomos o grupos unidos) es reemplazado por un nuevo sustituyente. Esto también da como resultado una fe-nomena asimétrica cuando el citrato se isomeriza a isocitrato con la enzima aconitasa, que se han explorado utilizando radiocarbono para marcar átomos individuales . El isocitrato solo puede ser procesado como un isómero D por la isocitrato deshidrogenasa , mientras que el isómero L no reacciona, o incluso puede detener todo el ciclo al unirse a la enzima, lo que ocurre en ausencia de un compuesto metálico de magnesio, como se descubrió recientemente . Estos ejemplos muestran que una representación formal de las vías metabólicas siempre debe hacer frente a los aspectos estereoquímicos. En química, hay varias convenciones de nomenclatura para la distinción de enantiómeros. En particular, existe la clasificación según la actividad óptica, ( + ) o ( – ), el esquema de clasificación D/L y R/S. Todos se utilizan en áreas especiales de la química por razones históricas o prácticas, pero no son directamente convertibles entre sí. Así, por ejemplo, una molécula con actividad óptica positiva ( + ) puede ser D o L, y no hay una regla general para determinar esto. La convención D / L se basa en relacionar la molécula con el gliceraldehído, que es una de las moléculas quirales más pequeñas de uso común. Al escribir fórmulas estructurales, las líneas representan enlaces aproximadamente en el plano del dibujo; los enlaces a los átomos por encima del plano se muestran con una cuña (a partir de un átomo en el plano del dibujo en el extremo estrecho de la cuña); y los enlaces a los átomos por debajo del plano se muestran con líneas discontinuas (ver Fig. 6). En la siguiente sección estableceremos un enfoque hipergráfico para modelar reacciones moleculares que considere la configuración estereoquímica comparando las moléculas con la estructura del D-gliceraldehído. Dado un conjunto clasificado de etiquetas = (n) n ∈ N, un hipergrafo etiquetado (V, E, s, l ) consiste en un conjunto V de vértices, un conjunto E de aristas, una función s : E → V ∗ asignando a cada arista una secuencia de vértices en V, y una función de etiquetado de aristas l : E → A tal que, si length ( s (e)) = n entonces l ( e) = A para A ∈ A n , es decir, el rango de las etiquetas determina el número de nodos a los que se une la arista. Una de morfismos de hypergraphs es un par de funciones f V : V 1 → V 2 y φ E : E 1 → E 2, que conservan las etiquetas y las asignaciones de los nodos, es decir, l 2 ◦ φ E = l 1 y φ ∗ V ◦ s 1 = s 2 ◦ φ E . Por lo tanto, un morfismo tiene que respetar el átomo representado por un borde y también su valencia química (número de enlaces). Los hipergrafos etiquetados pueden considerarse estructuras de grafos jerárquicos. Como muestra Löwe, los push-out se pueden calcular de forma elemental para todas las estructuras jerárquicas de grafos y, por lo tanto, se pueden aplicar los enfoques de transformación de grafos estándar. Una regla de transformación de grafos es un intervalo de morfismos l r de hipergrafía inyectiva p = ( L ← – K – → R), llamado intervalo de reglas . El lado izquierdo L contiene los elementos que deben estar presentes para que una aplicación de la regla de la mano derecha R los que están presentes después, y el encolado gráfico K especifica el «pegar elementos», es decir,, los objetos que se leen durante la aplicación, pero que no se consumen. p (o) Una transformación directa G = ⇒ H viene dada por un diagrama de doble empuje (DPO) o = o L , o K , o R como se muestra a continuación, donde (1), (2) son empujones y arriba e abajo son tramos de regla. Asumimos que la coincidencia o L es un homomorfismo de grafo inyectivo. Si no estamos interesados en la regla y el diagrama de la transformación, no escribiremos G = ⇒ H o simplemente G = ⇒ H . Utilizamos hipergrafías (V, E, s, l) para modelar moléculas y sus reacciones, intercalando los hiperedges como átomos y los nodos como enlaces entre ellos. La cadena s (e) de los vértices que inciden en una arista e ∈ E da el orden específico de los enlaces a otros átomos, codificando también su configuración espacial, como veremos. …
