Pieniä molekyylejä

Molekyylibiologiassa , biokemiassa ja farmakologiassa termi " pienet molekyylit " viittaa kemiallisiin yhdisteisiin , joilla on suhteellisen pieni molekyylipaino, eli pienimolekyylisiä aineita (molekyylipaino enintään 900 daltonia ), [1] joilla on jokin biologinen aine. aktiivisuus, eli kyky säädellä tiettyjä biologisia prosesseja tai vaikuttaa niihin. "Pienten molekyylien" tyypillinen koko on enintään 10 −9 m. Useimmat lääkkeet ovat pieniä molekyylejä (eli pienimolekyylisiä aineita).

"Pienen molekyylin" molekyylipainon yläraja on noin 900 daltonia, mikä sallii useiden näistä "pienistä molekyyleistä" (edellyttäen tietysti myös, että ne ovat riittävän lipofiilisiä , eli riittävän hyvä rasvaliukoisuus ) tunkeutua lipidiin. solukalvon kaksoiskerroksesta melko nopeasti ja saavuttavat solunsisäiset kohteensa. [1] [2] Lisäksi riittävän pieni molekyylipaino (alle 900 daltonia) on myös välttämätön, mutta ei riittävä ehto mahdollisen lääkekandidaatin riittävän oraalisen hyötyosuuden varmistamiseksi . Mahdollisille lääkeehdokkaille niin sanottu "viiden sääntö" suosittelee jopa hieman pienempää maksimimolekyylikokoa (enintään 500 daltonia). Tämä suositus perustuu tilastolliseen havaintoon, jonka mukaan sivuvaikutuksista tai hoidon epäonnistumisesta tehtyjen valitusten esiintymistiheys ja hoidon jatkamisesta kieltäytymistiheys oli alustavissa kliinisissä tutkimuksissa keskimäärin merkittävästi pienempi potentiaalisilla lääkekandidaateilla, joiden molekyylipaino on alle 500. daltonia kuin niille, joiden molekyylipaino on 500-900 daltonia. [3] [4]

Farmakologiassa termin "pienet molekyylit" merkitystä yleensä kavennetaan entisestään rajoittaen se vain niihin "pieniin molekyyleihin" (eli pienimolekyylisiin aineisiin), jotka pystyvät sitoutumaan tiettyihin, hyvin määriteltyihin biologisiin molekyyleihin. kohteet - nämä tai ne spesifiset biopolymeerit, kuten yksi tai toinen reseptori , entsymaattinen tai säätelevä proteiini tai nukleiinihappo , ja toimivat efektorina muuttaen tämän biopolymeerin kemiallista rakennetta, avaruudellista konformaatiota, aktiivisuutta tai toimintaa. Pienet molekyylit voivat suorittaa erilaisia ​​biologisia tehtäviä, erityisesti toimia signaalin välittäjinä , lääketieteen lääkkeinä , lannoitteina , torjunta -aineina , hyönteismyrkkyinä ja rikkakasvien torjunta- aineina maataloudessa jne. Nämä pienimolekyyliset yhdisteet ("pienet molekyylit") voivat olla luonnollista alkuperää ( kuten sekundaariset metaboliitit) tai keinotekoiset, synteettiset (kuten viruslääkkeet). Niillä voi olla positiivinen vaikutus joihinkin sairauksiin (kuten lääkkeisiin) tai ne voivat olla haitallisia ja myrkyllisiä (kuten pienimolekyyliset myrkyt, karsinogeenit , mutageenit , teratogeenit ). Biopolymeerit, kuten nukleiinihapot, proteiinit, polysakkaridit (kuten tärkkelys , glykogeeni , selluloosa ) eivät ole "pieniä molekyylejä", mutta niiden monomeerejä - kuten vastaavasti ribo- tai deoksiribonukleotideja, aminohappoja, monosakkarideja - kutsutaan usein " pieniä molekyylejä". Hyvin pienet näistä monomeereistä koostuvat oligomeerit, kuten esimerkiksi dinukleotidit, trinukleotidit ja muut oligonukleotidit, lyhytketjuiset peptidit (oligopeptidit), kuten glutationi tai oksitosiini , disakkaridit , kuten sakkaroosi , luokitellaan usein myös pieniksi molekyyleiksi.


Lääkkeet

Useimmat lääkkeet ovat pieniä molekyylejä, vaikka jotkut lääkkeet voivat olla proteiineja (kuten insuliini ja muut biologiset aineet ). Monet proteiinit, kun niitä otetaan suun kautta , hajoavat eivätkä pysty tunkeutumaan solukalvon läpi . Pienmolekyylipainoisilla aineilla on parempi hyötyosuus, vaikka monet niistä voivat imeytyä vain aihiolääkkeinä . Pienimolekyyliset lääkkeet voidaan useimmissa tapauksissa ottaa suun kautta, kun taas proteiiniluonteiset lääkkeet vaativat yleensä parenteraalisen antoreitin [5] .

Sekundaariset metaboliitit

Laaja valikoima organismeja, mukaan lukien bakteerit, sienet ja kasvit, tuottavat pienimolekyylisiä sekundaarisia metaboliitteja , jotka tunnetaan myös luonnontuotteina joilla on rooli signaloinnissa , pigmentaatiossa ja suojautumisessa petoeläimiä vastaan. Sekundaariset metaboliitit ovat runsaasti biologisesti aktiivisten yhdisteiden lähde, ja siksi niitä tutkitaan usein etsittäessä uusia lääkkeitä [6] . Esimerkkejä tällaisista aineista:

Tutkimustyökalut

Antigenomiterapia

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 Macielag MJ Antibakteeristen aineiden kemialliset ominaisuudet ja niiden ainutlaatuisuus // Antibioottien löytäminen ja kehittäminen  (neopr.) / Dougherty TJ, Pucci MJ. - 2012. - S. 801-802. - ISBN 978-1-4614-1400-1 .
  2. ↑ Veber DF, Johnson SR, Cheng HY, Smith BR, Ward KW, Kopple KD Molekyyliominaisuudet, jotka vaikuttavat lääkekandidaattien oraaliseen biologiseen hyötyosuuteen  //  J. Med. Chem. : päiväkirja. - 2002. - Kesäkuu ( osa 45 , nro 12 ). - P. 2615-2623 . - doi : 10.1021/jm020017n . — PMID 12036371 .
  3. ↑ Lipinski CA Lyijy- ja huumeiden kaltaiset yhdisteet: viiden sääntövallankumous  // Drug Discovery Today:  Technologies : päiväkirja. - 2004. - Joulukuu ( osa 1 , nro 4 ). - s. 337-341 . - doi : 10.1016/j.ddtec.2004.11.007 .
  4. ↑ Leeson PD, Springthorpe B. Lääkkeiden kaltaisten käsitteiden vaikutus lääkekemian päätöksentekoon  // Nature Reviews Drug Discovery  : Journal  . - 2007. - marraskuu ( osa 6 , nro 11 ). - s. 881-890 . doi : 10.1038 / nrd2445 . — PMID 17971784 .
  5. ↑ Samanen J. Luku 5.2 Miten SMD:t eroavat biomolekyylilääkkeistä? // Johdatus biologiseen ja pienimolekyyliseen lääketutkimukseen ja -kehitykseen: teoria ja tapaustutkimukset  (englanniksi) / Ganellin CR, Jefferis R., Roberts SM. – Kindles. - New York: Academic Press , 2013. - ISBN 978-0-12-397176-0 . - doi : 10.1016/B978-0-12-397176-0.00005-4 .
  6. ↑ Luonnontuotekemian opinnot  (määrittelemätön) / Atta-ur-Rahman. - Amsterdam: Elsevier , 2012. - Vol. 36. - ISBN 978-0-444-53836-9 .

Linkit