En 1919 el fisicoquímico Irving Langmuir (Nobel de Química en 1932) observó que al cambiar en una molécula A un átomo o grupo de átomos por otro átomo o grupo de átomos de manera que se obtuviera una molécula B con distribución electrónica o estérica (geométrica) similares, ambas moléculas, A y B, tenían muchas propiedades fisicoquímicas parecidas. Al fenómeno lo llamó isosterismo. Se dice que A y B son isósteras.
El concepto se ha ampliado mucho hoy día, e incluso se ha creado un nuevo término: el bioisosterismo, que se aplica a las moléculas que tienen propiedades químicas y físicas parecidas y poseen efectos biológicos similares. (Hay quien llama también bioisósteros a los compuestos con acciones antagónicas pero que interaccionan con el mismo centro activo).
La definiciones, por lo tanto, son muy amplias. Veamos algunos ejemplos para aclararlas.
Isósteros
Los isósteros clásicos son aquellos átomos, iones o moléculas que tienen el mismo número de electrones de valencia, como:
- :C=Ö: y el :N≡N: (ambos tienen 10 electrones de valencia)
- O2-, F– y OH– (los tres tienen 8 electrones de valencia).
- Si y C (ambos tienen 4 electrones de valencia)
El concepto se ha extendido a compuestos con capas electrónicas que tengan parecida reactividad aunque no contengan el mismo número de electrones. En general, se pueden considerar isósteros en definición amplia a aquellos compuestos estructuralmente semejantes con propiedades parecidas.
Bioisósteros
Dos bioisósteros son parecidos entre sí y producen actividades biológicas similares. Se puede aplicar la etiqueta a dos grupos funcionales entre sí o a dos compuestos completos entre sí.
El concepto se utiliza en el diseño de medicamentos, donde a menudo es muy importante encontrar moléculas semejantes a otras pero con acción terapéutica o biológica mejor.
Por ejemplo, son bioisósteros la procaína y la procainamida. Ambos son anestésicos, pero el primero, que se obtiene del segundo cambiando un O por un NH, dura más.
