活性天然产物的结构修饰与创新药物研究 ppt课件
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天然药物活性成分的研究学习资料.ppt
----《 本 经 》
本 品 为 唇 形 科 植 物 丹 参 Salvia
miltiorrhiza Bunge. 的干燥根及根茎。
【性味】苦，微寒。
【归经】 归心、肝经。
【功能主治】祛瘀止痛，活血通经，清
心除烦。用于月经不调，经闭痛经，症
瘕积聚，胸腹刺痛，热痹疼痛，疮疡肿
痛，心烦不眠；肝脾肿大，心绞痛。
美、英、法国人喝酒种类？
最新.课件
16
活性成分提取分离和结构鉴定
皮
糖尿病
肉
心肌梗死
动脉粥样硬化
籽
白藜芦醇成就了“法兰西奇迹”
最新.课件
17
作用靶点确定
• 激活长寿基因Sirtuin 1。
临床研究确定安全性和疗效
• 白藜芦醇对糖尿病、心肌梗死和动脉硬化等病 患的使用安全性和有效性仍需临床实验验证。
天然药物活性成分研究是开发新药的重要方法。
最新.课件
3
临床应用的药物三分之一源自天然药物
• 阿司匹林、水杨酸 • 普鲁卡因、可卡因 • 吗啡、阿托品、强心苷 • 紫杉醇、喜树碱、鬼臼毒素、秋水仙碱 • 青蒿素、丹参酮IIA、黄连素 • 白藜芦醇 ……
最新.课件 4
二、天然药物活性成分研究与开发思路
Thank you!
最新.课件
21
……
最新.课件 5
三、天然药物活性成分一般研究路线
最新.课件 6
续上图
最新.课件
7
续上图
最新.课件
8
四、研究路径与方法
目标的 确定
文献 调研
预试验
正式试验
最新.课件
活性成分 提取分离
活性 筛选
活性成分 结构确定
本 品 为 唇 形 科 植 物 丹 参 Salvia
miltiorrhiza Bunge. 的干燥根及根茎。
【性味】苦，微寒。
【归经】 归心、肝经。
【功能主治】祛瘀止痛，活血通经，清
心除烦。用于月经不调，经闭痛经，症
瘕积聚，胸腹刺痛，热痹疼痛，疮疡肿
痛，心烦不眠；肝脾肿大，心绞痛。
美、英、法国人喝酒种类？
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活性成分提取分离和结构鉴定
皮
糖尿病
肉
心肌梗死
动脉粥样硬化
籽
白藜芦醇成就了“法兰西奇迹”
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17
作用靶点确定
• 激活长寿基因Sirtuin 1。
临床研究确定安全性和疗效
• 白藜芦醇对糖尿病、心肌梗死和动脉硬化等病 患的使用安全性和有效性仍需临床实验验证。
天然药物活性成分研究是开发新药的重要方法。
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3
临床应用的药物三分之一源自天然药物
• 阿司匹林、水杨酸 • 普鲁卡因、可卡因 • 吗啡、阿托品、强心苷 • 紫杉醇、喜树碱、鬼臼毒素、秋水仙碱 • 青蒿素、丹参酮IIA、黄连素 • 白藜芦醇 ……
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二、天然药物活性成分研究与开发思路
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三、天然药物活性成分一般研究路线
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四、研究路径与方法
目标的 确定
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活性成分 提取分离
活性 筛选
活性成分 结构确定
天然活性成分及新药研究-屠鹏飞17页PPT
文献古籍 民族民间 临床名方
天然产物
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活性 先
筛选
导 化
合
物
活性筛选
化学优化 生物优化
有效成分 (一类新药)
化学药 (一类新药)
国外天然药物
老ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
药
活性筛选
有效部位 (五类新药)
剂型改造 增加适应症
图2 新药研发示意图
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谢谢大家！
标准查询：db.yaozh 欲下载更多权威免费资料请访问药智论坛
•LC-MS-DS/HPLC/HTS快速分离、结构鉴定、筛选 技术体系
Rhein-8-O-β-D-glucopyranoside
• 血清药物化学与血清药理学在中药特别是中药复方 活性成分研究中的应用
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屠鹏飞 北京大学药学院 北京市学院路38号，100083
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。— —裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
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二、中药、天然药物创新药物 研发的思路
1、新药研发的战略
• 以疗效为目标，重点开发有效部位 新药，兼顾疗效独特的中药复方制 剂和名优中成药的二次开发。
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2、新药研发的策略
• 有效成分的新药：选择有效成分含量高、主成分明显、易于分离的植 物
天然产物
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活性 先
筛选
导 化
合
物
活性筛选
化学优化 生物优化
有效成分 (一类新药)
化学药 (一类新药)
国外天然药物
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药
活性筛选
有效部位 (五类新药)
剂型改造 增加适应症
图2 新药研发示意图
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•LC-MS-DS/HPLC/HTS快速分离、结构鉴定、筛选 技术体系
Rhein-8-O-β-D-glucopyranoside
• 血清药物化学与血清药理学在中药特别是中药复方 活性成分研究中的应用
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66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。— —裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
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二、中药、天然药物创新药物 研发的思路
1、新药研发的战略
• 以疗效为目标，重点开发有效部位 新药，兼顾疗效独特的中药复方制 剂和名优中成药的二次开发。
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2、新药研发的策略
• 有效成分的新药：选择有效成分含量高、主成分明显、易于分离的植 物
结构修饰策略在天然药物研究中的应用ppt课件
例如：布洛芬(Ⅱ)对胃肠道有刺激性，修饰成酯后(ⅡA)则可减少刺激性。
为什么要对药物进行化学结构修饰?
增强药物水溶性 增强药物脂溶性 提高药物组织选择性 增强药物稳定性 延长药物作用时间 降低药物不良反应 发挥药物配伍作用
提高药物组织选择性
▪ 药物的作用强度与血药浓度成正比。同样，药物的毒副作用也与血药浓 度成正比。若药物对作用部位无选择性时，为了提高药效，在增加血药 浓度的同时，势必增加毒副作用。如果对药物作适当的化学修饰，制成 无活性前药。只有当它运转到作用部位时，在特异酶的作用下才释放出 活性母体而发挥药效，而在其他组织中则不被酶解。这样便可提高药物 的组织选择性，使药物在特定部位作用，从而达到既增强药效又降低毒 性的目的。
增强药物水溶性
▪ 有些水溶性小的药物疗效差，水溶性大，疗效则好；将这些水溶性 小的药物在其结构中引入极性基团，可增大药物的水溶性。
例如：四环素微溶于水，常修饰成水溶性好的葡萄糖-1-磷酸盐；
氢化可的松水溶性差，在其C21 COCH2CH2COOHCOCH2N(CH3)2
位引入带亲水性基团[]的酯基，使成为水溶性极好的
• 紫杉或太平洋红豆杉生长速度极为缓慢，紫杉醇含量极低，天然资 源有限；
• 紫杉醇水溶性差、对某些癌症无效、易产生多药耐受性等缺点。
为解决资源问题：
10-去乙酰白卡亭Ⅲ，10-DAB Ⅲ
紫杉醇
紫杉醚，Taxotere
• 体外实验表明，紫杉醚具有较强的诱导微管聚合的功能；
• 紫杉醚对外植人体肿瘤有广泛的生物活性，对增殖细胞的毒 性强于非增殖细胞，而且毒性的强弱取决于增殖细胞的生长时 间和浓度；
COOCH3 OH
R=CH3 R=CHO
长春碱，vinblastine，VLB 长春新碱，vincristine，VCR
为什么要对药物进行化学结构修饰?
增强药物水溶性 增强药物脂溶性 提高药物组织选择性 增强药物稳定性 延长药物作用时间 降低药物不良反应 发挥药物配伍作用
提高药物组织选择性
▪ 药物的作用强度与血药浓度成正比。同样，药物的毒副作用也与血药浓 度成正比。若药物对作用部位无选择性时，为了提高药效，在增加血药 浓度的同时，势必增加毒副作用。如果对药物作适当的化学修饰，制成 无活性前药。只有当它运转到作用部位时，在特异酶的作用下才释放出 活性母体而发挥药效，而在其他组织中则不被酶解。这样便可提高药物 的组织选择性，使药物在特定部位作用，从而达到既增强药效又降低毒 性的目的。
增强药物水溶性
▪ 有些水溶性小的药物疗效差，水溶性大，疗效则好；将这些水溶性 小的药物在其结构中引入极性基团，可增大药物的水溶性。
例如：四环素微溶于水，常修饰成水溶性好的葡萄糖-1-磷酸盐；
氢化可的松水溶性差，在其C21 COCH2CH2COOHCOCH2N(CH3)2
位引入带亲水性基团[]的酯基，使成为水溶性极好的
• 紫杉或太平洋红豆杉生长速度极为缓慢，紫杉醇含量极低，天然资 源有限；
• 紫杉醇水溶性差、对某些癌症无效、易产生多药耐受性等缺点。
为解决资源问题：
10-去乙酰白卡亭Ⅲ，10-DAB Ⅲ
紫杉醇
紫杉醚，Taxotere
• 体外实验表明，紫杉醚具有较强的诱导微管聚合的功能；
• 紫杉醚对外植人体肿瘤有广泛的生物活性，对增殖细胞的毒 性强于非增殖细胞，而且毒性的强弱取决于增殖细胞的生长时 间和浓度；
COOCH3 OH
R=CH3 R=CHO
长春碱，vinblastine，VLB 长春新碱，vincristine，VCR
天然药物化学与新药的发现PPT
二.天然药物与人类的关系及新药的开发途径 3.天然产物与新药开发的关系 （1）.用化学合成的方法获得新药由于分离 方法及立体异构等方面的影响变得越来愈 难。 （2）.天然产物为新药的开发提供了新的途 径，如在青蒿中发现的青蒿素就是治疗疟 疾的良好药物。
三.天然药物发展简要回顾
1.天然药物：来自自然界的可以缓 解或治疗疾病的物质就是最原始 的药物，并 一 代代流下来, 国外 称之为天然药物( natural medicines) , 我国称为中草药 ( Chinese herbal medicines) 或 中药( Chinese materia medica, CMM ) 。无论哪种称谓都是指来 源于自然界所有生物中的、具有 明确治疗疾病作用的单一化学成 分或多组分物质, 包括来源于自然 界的植物、动物、微 生物、海洋 生物等的活性物质。
六.天然药物开发的策略
下面是天然药物研究开发流程图
七. 结语
天然产物结构和生物活性的多样性不仅可 以直接提供新药或药物先导化合物, 更可以 为化学合成和结构修饰提供灵感, 天然产物 在抗癌、抗感染、免 疫和中枢神经系统药 物等方面已经显示很大的优势 。
七.结语
相信在 25 ~35 万种高等植物特别是以前未 被重视的高大乔木、低等植物、数以百万 计的昆虫、微生物特别是极地地 区的微生 物、植物内生菌和海洋生物中很可能存在 着大量的具有超强生物活性的药物或药物 先导化合物; 原来没有触及的生物如深海和 极地地区的微生物，无脊椎动物以及微量 的生物类毒素等将会提供 一些结构新颖、 生物活性独特的次生代谢产物, 自然界中数 量庞大的生物永远是人类开发新药的源泉 。
三.天然药物发展简要回顾
3.目前国外以天然产物作为药物主要有两类 : (1). 一 类是单体成分, 如吗啡、麻黄碱、青 霉素、东莨菪碱、利血平、青蒿素、紫杉 醇等; (2) .另一类是某一类混合成分, 如银杏叶制 剂等。
2024天然药物化学ppt课件完整版
01绪论Chapter天然药物化学的定义与任务定义任务天然药物化学的研究内容与特点研究内容特点天然药物化学的发展历史与现状发展历史天然药物化学的发展经历了从经验到科学、从单一到系统、从粗放到精细的过程。
随着科学技术的不断进步，天然药物化学的研究手段和方法不断更新和完善。
现状目前，天然药物化学已经成为药学领域的重要分支之一，为创新药物的发现和中药现代化提供了有力支持。
同时，随着组学、代谢组学等技术的发展，天然药物化学的研究领域也在不断扩展和深化。
02天然药物的化学成分Chapter定义与性质分布与种类生物活性030201生物碱黄酮类化合物定义与结构分布与作用常见种类萜类化合物分布与生物活性定义与分类萜类化合物广泛分布于植物界，具有抗菌、抗炎、抗肿瘤等多种生物活性。
常见种类与实例苯丙素类化合物定义与结构特点苯丙素类化合物是一类由苯环和三个直链碳原子构成的化合物，具有多种结构类型。
分布与作用苯丙素类化合物广泛分布于植物界，具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等多种生物活性。
常见种类与实例常见的苯丙素类化合物有香豆素、木脂素等。
01020304一类多元酚类的混合物，具有收敛、止血、抗菌等作用。
鞣质如柠檬酸、苹果酸等，具有抗菌、抗炎等作用。
有机酸如淀粉、纤维素等，具有调节免疫、抗肿瘤等作用。
多糖一类具有香气和挥发性的油状液体，具有解表、行气等作用。
挥发油其他成分03天然药物化学成分的提取与分离Chapter水蒸气蒸馏法适用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、在水中稳定且难溶或不溶于水的化学成分的提取。
溶剂提取法利用相似相溶原理，选择适当溶剂将天然药物中的化学成分从药材中提取出来。
常用溶剂有石油醚、乙醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇等。
升华法利用某些固体物质在受热时不经过液态直接转化为气态，再将该气态物质冷却后又成为固态的原理，使之从天然药物中提取出来。
提取方法1 2 3系统溶剂分离法色谱分离法结晶与重结晶法分离纯化方法结构鉴定方法理化性质鉴定01光谱分析02色谱分析0304天然药物的开发与应用Chapter天然药物的来源与分类来源分类天然药物的开发流程与方法开发流程开发方法传统经验与现代科技相结合，运用化学分析、生物活性筛选、现代分离技术、结构鉴定等方法进行天然药物的研究与开发。
天然药物化学 第十二章 天然药物活性成分的研究 ppt课件
合成西药：原料已知，反应条件一定时，事先 可以预测得到产物的结构。
中药化学成分：未知因素很多，对于微量物质 难以采用化学方法确定结构，主要靠波谱分析的 方法解决。
天然药物化学 第十二章 天然药物 活性成分的研究
一、化合物的纯度检查
检查纯度的方法：
外观、颜色、形态是否均一. 测定各种物理常数，如熔点、沸点、比旋光度、折 光率等. 如果可能是已知物，用已知结构的对照品进行对 照测定或测定它们的共熔点等. 薄层色谱、纸色谱（三种展开系统均呈单一斑点） 气相色谱、高效液相色谱.
难气化、易热解的成分，可得到 分子离子相关峰：[M＋H]+、[M＋Na]+、[M＋K]+
可得到苷元的碎片
电喷雾质谱（ESI-MS）：强静电场使试样电离
难气化、易热解、大分子、小分子，均可得到 分子离子相关峰：[M＋H]+、[M＋Na]+、[M＋K]+
天然药物化学 第十二章 天然药物 活性成分的研究
先导化合物 ——有一定的生物活性，但因其活性
不够显著或毒副作用较大，无法将其开发成新药的具 有潜在药用价值的化合物。
天然药物化学 第十二章 天然药物 活性成分的研究
研究天然药物新药的一般过程：
药用植物 提取物
合成 结构阐明
活性筛选 分离
纯化合物
毒理、药理 药剂 临床 工业化
活性筛选
天然药物化学 第十二章 天然药物 活性成分的研究
1500～600 cm-1————构象、构型、取代模式等
天然药物化学 第十二章 天然药物 活性成分的研究
特征基天然团药物区化学 第十二章 天然药物
活性成分的研究
指纹区
（四）紫外-可见吸收光谱
电子由基态跃迁至激发态（、n）在紫外
中药化学成分：未知因素很多，对于微量物质 难以采用化学方法确定结构，主要靠波谱分析的 方法解决。
天然药物化学 第十二章 天然药物 活性成分的研究
一、化合物的纯度检查
检查纯度的方法：
外观、颜色、形态是否均一. 测定各种物理常数，如熔点、沸点、比旋光度、折 光率等. 如果可能是已知物，用已知结构的对照品进行对 照测定或测定它们的共熔点等. 薄层色谱、纸色谱（三种展开系统均呈单一斑点） 气相色谱、高效液相色谱.
难气化、易热解的成分，可得到 分子离子相关峰：[M＋H]+、[M＋Na]+、[M＋K]+
可得到苷元的碎片
电喷雾质谱（ESI-MS）：强静电场使试样电离
难气化、易热解、大分子、小分子，均可得到 分子离子相关峰：[M＋H]+、[M＋Na]+、[M＋K]+
天然药物化学 第十二章 天然药物 活性成分的研究
先导化合物 ——有一定的生物活性，但因其活性
不够显著或毒副作用较大，无法将其开发成新药的具 有潜在药用价值的化合物。
天然药物化学 第十二章 天然药物 活性成分的研究
研究天然药物新药的一般过程：
药用植物 提取物
合成 结构阐明
活性筛选 分离
纯化合物
毒理、药理 药剂 临床 工业化
活性筛选
天然药物化学 第十二章 天然药物 活性成分的研究
1500～600 cm-1————构象、构型、取代模式等
天然药物化学 第十二章 天然药物 活性成分的研究
特征基天然团药物区化学 第十二章 天然药物
活性成分的研究
指纹区
（四）紫外-可见吸收光谱
电子由基态跃迁至激发态（、n）在紫外
药物化学结构与药理活性PPT课件
药物分子的立体构型
对映异构
对映异构体是具有相同化学组成但空 间结构不同的分子形式，其对药物的 生物活性具有重要影响。
手性分子
手性分子是指不能与其镜像重合的分 子，许多药物分子具有手性，其对药 物的吸收、分布、代谢和排泄过程具 有重要影响。
02
药理活性与化学结构的关 系
药物的作用靶点
药物靶点是指药物在体内的作用 结合位点，包括酶、受体、离子
基于片段的药物设计
片段
指具有特定三维构象和药理活性的小分子基团。基于片段的药物设计是从大量的 化合物库中筛选出与靶点结合的片段，再通过拼接和优化这些片段来发现新药物 。
总结
基于片段的药物设计利用已知活性片段作为药物发现的起点，通过拼接和优化这 些片段，发现具有潜在药理活性的新药物。
计算机辅助药物设计
抗生素的药理活性
抗生素主要用于治疗由细菌引起 的感染。
抗生素通过抑制或杀死细菌的生 长来发挥作用，从而减轻感染症
状，治愈疾病。
不同种类的抗生素具有不同的抗 菌谱和作用机制，它们的化学结 构也各具特点，但都具备抗菌的
药理活性。
镇痛药的药理活性
镇痛药主要用于缓解疼痛。
镇痛药主要通过抑制疼痛信号的传递或抑制前列腺素的合成来发挥作用，达到缓解疼痛的目 的。
药物化学结构与药理活性的跨学科研究
总结词
结合化学、生物学、药理学等多学科知识，研究药物化学结构与药理活性之间的关系。
详细描述
药物化学结构与药理活性之间的关系是复杂而多变的，需要结合化学、生物学、药理学 等多学科知识进行研究。通过跨学科的合作，可以深入了解药物的化学结构与药理活性 之间的关系，为新药的研发提供理论支持和实践指导。同时，这种跨学科的研究也有助
[课件]天然产物生物活性评价PPT
![[课件]天然产物生物活性评价PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/076ba4e408a1284ac85043da.png)
2018/12/3
天然产物生物活性评价
学习本课程的意义
我们的研究方向：分离纯化 我院在这方面的工作：如1）抗氧化：柚皮、生姜、 香辛料、益智果、洋葱；2）抗肿瘤：裂褶菌、溪黄 草；3）抗病毒：紫球藻胞外多糖；4）抗凝血；5）
镇静催眠：酸枣仁；6）抗菌：中草药、香辛料挥发
油（参见附件）
2018/12/3
本课程的考核方式
2018/12/3
天然产物的生物学活性评价
学习本课程的意义
目的：从天然产物中发现新功能因子 举例：抗癌新药海星皂苷的发现
2018/12/3
天然产物生物活性评价
海星（Sea Star） 毒性来源于海星皂苷（1978）
2018/12/3
天然产物生物活性评价
多羟基甾体皂苷对卵巢癌、皮肤癌、结肠癌细胞株具 有显著毒性（1985）
Natural Compounds》、《Journal of Asian Natural
Product Research》、《Phytochemistry》、《Planta Medica》、《Journal of Natural Product》、 《Chemical & Pharmaceutical Bulletin》、 《Natural Product Letter》、《Natural Product Peport》
Syn Bio Nat Der Vac Nat Syn Nat
2018/12/3
天然产物的研究概况
研究方向
提取分离技术：超声、微波、超临界、半仿生、
柱分离、高速逆流色谱分离
天然产物化学：结构与化学修饰
功效（活性）与机理：活性评价新方法开发
活性天然产物的结构修饰与创新药物
活性天然产物的结 构修饰与创新药物
目录
• 引言 • 活性天然产物的研究现状 • 活性天然产物的结构修饰方法 • 结构修饰后活性天然产物的创新药物研究 • 展望与未来研究方向
01
CATALOGUE
引言
研究背景
1 2 3
天然产物在药物发现中的重要性
天然产物是药物发现的重要来源，许多具有疗效 的药品都源于天然产物或其结构修饰。
微生物来源
微生物可以产生多种具有 生物活性的代谢产物，如 抗生素、酶抑制剂等。
活性天然产物的生物活性
抗肿瘤作用
许多活性天然产物具有抗 肿瘤活性，能够抑制肿瘤 细胞的生长和扩散。
抗炎作用
一些天然产物具有抗炎作 用，可以用于治疗炎症性 疾病。
抗菌抗病毒作用
一些天然产物具有抗菌抗 病毒活性，可以用于治疗 感染性疾病。
化学修饰方法
总结词
通过化学反应改变活性天然产物的结 构，以获得更好的药效和稳定性。
详细描述
化学修饰方法包括酯化、醚化、氧化 、还原、烷基化等，通过这些反应可 以引入或改变活性天然产物的官能团 ，从而改变其理化性质和生物活性。
酶法修饰方法
总结词
利用酶的催化作用对活性天然产物进行结构修饰，具有条件温和、选择性高的 优点。
活性天然产物的应用领域
医药领域
农业领域
活性天然产物在医药领域的应用广泛 ，如抗肿瘤药物、抗炎药物、抗菌抗 病毒药物等。
一些天然产物具有杀虫、除草等生物 活性，可以用于农业领域。
保健品领域
活性天然产物在保健品领域的应用也 十分广泛，如抗氧化剂、增强免疫力 产品等。
03
CATALOGUE
活性天然产物的结构修饰方法
详细描述
目录
• 引言 • 活性天然产物的研究现状 • 活性天然产物的结构修饰方法 • 结构修饰后活性天然产物的创新药物研究 • 展望与未来研究方向
01
CATALOGUE
引言
研究背景
1 2 3
天然产物在药物发现中的重要性
天然产物是药物发现的重要来源，许多具有疗效 的药品都源于天然产物或其结构修饰。
微生物来源
微生物可以产生多种具有 生物活性的代谢产物，如 抗生素、酶抑制剂等。
活性天然产物的生物活性
抗肿瘤作用
许多活性天然产物具有抗 肿瘤活性，能够抑制肿瘤 细胞的生长和扩散。
抗炎作用
一些天然产物具有抗炎作 用，可以用于治疗炎症性 疾病。
抗菌抗病毒作用
一些天然产物具有抗菌抗 病毒活性，可以用于治疗 感染性疾病。
化学修饰方法
总结词
通过化学反应改变活性天然产物的结 构，以获得更好的药效和稳定性。
详细描述
化学修饰方法包括酯化、醚化、氧化 、还原、烷基化等，通过这些反应可 以引入或改变活性天然产物的官能团 ，从而改变其理化性质和生物活性。
酶法修饰方法
总结词
利用酶的催化作用对活性天然产物进行结构修饰，具有条件温和、选择性高的 优点。
活性天然产物的应用领域
医药领域
农业领域
活性天然产物在医药领域的应用广泛 ，如抗肿瘤药物、抗炎药物、抗菌抗 病毒药物等。
一些天然产物具有杀虫、除草等生物 活性，可以用于农业领域。
保健品领域
活性天然产物在保健品领域的应用也 十分广泛，如抗氧化剂、增强免疫力 产品等。
03
CATALOGUE
活性天然产物的结构修饰方法
详细描述
相关主题
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• 抗老年痴呆新药石杉碱甲是从我国特有植物千层塔中提取的 一种生物碱，其疗效和安全性均好于上世纪90年代以来在美 国上市的抗老年痴呆药物，引起国际上很大的关注，近年来 我国科研工作者又合成了其新衍生物—希普林，现已在法国 等国家28家医院进入II期临床实验，有望在未来2－3年成为 我国打入国际市场的新药。
创新药物---新药发现研究
1、药物靶标(target)的发现和确认 2、药物筛选
3、药物设计
4、筛选样品库
新药发现研究
5、生物活性化合物(hit)的发现和 优化
6、先导化合物(leading compound) 的发现和优化
7、新药临床前研究候选化合物 (candidate)的发现和确认等。
新药发现研究可归纳为四个阶段：
活性天然产物的结构修饰与创新药物 研究
活性天然产物的结构修饰 与创新药物研究
引言 活性天然产物的结构修饰 创新药物研究
引言
B, 43%
新药来源一览图 C, 5%
A, 52%
据统计全世界范围内，在1981～2002年间批准上市的1031种药物中， C.5%的药物为天然化合物的直接应用； B.43%创新药物是以活性天然产物为先导结构经过结构修饰研制而成； A.其他
新药发现研究示意图
新靶标 化合物库
高通量筛 选
先导化合 物
基因组 蛋白质组 生物信息学 靶点确认 筛选方法研究
合成化合物
天然产物及组分 微生物代谢产物 肽类及其他生物技术来源样品
计算机 辅助设计 药物设计
结构优化
候选化合 物
筛选
药物化学 化学合成
新药开发研究
概念：验证临床前研究候选化合物安全、有效、稳定、 质量可控，直至获准新药上市的过程为新药开发研究。
➢ 筛选样品包括化学合成、生物技术、动植物和微生物天然来源的 单一化合物或成分基本清楚的复合成分，样品库的容量和质量是 开展药物筛选的基本保障。
新药发现研究---先导化合物的发现和优化
通过筛选发现的结构新颖的活性化合物，依据其活性程度、可成药特 性等，分成hit或先导化合物；
Hit是具有新颖结构母核、有一定活性的化合物，并具有进一步结构改 造价值；
新药发现研究---药物筛选
➢ 概念： 药物筛选即从大量筛选样品中发现能影响药物靶标功
能，具有治疗疾病潜力的活性物质的研究过程。 ➢ 三大要素：
---靶标 ---模型 ---样品库
新药发现研究---药物筛选
➢ 靶标的先进性、专一性、科学性是药物筛选的第一要素；
➢ 建立快速、灵敏、准确、可重现的药物筛选模型，检测筛选样品 对于药物靶标功能的影响，是筛选取得成功的关键；
利用活性天然产物的结构修饰开发出的新药实例
• 抗癌药物Topotecan、Irinotecan；9-硝基喜树碱、exatecan、lurtotecan和 高喜树碱（喜树碱衍生物）；
• 双环醇Bicyclol和Etopophos分别是在五味子丙素、鬼臼毒素的结构基础上 改造获得的；
青蒿素类的抗疟新药——蒿甲醚、青蒿琥酯等，迄今已出口全球20多个国 家，累计治疗1亿多患者，挽救了1000万以上病人的生命。蒿甲醚被世界 卫生组织列为治疗凶险型疟疾的首选药物，列入国际药典和世界基本药物 名册。2004年初，该项成就由泰国国王亲自授予“马希顿医学贡献奖”。
新药开发研究分为临床前研究和临床研究两个阶段。
新药开发研究示意图
临床前研 究
候选化合 物
临床前研究 药物质量研究 药物制剂研究 药效学评价 药物代谢评价 药物安全评价
临床研究
IV 期临床试验
临床候选 新药
III 期临床试验 II 期临床试验
I 期临床试验
新药
新药临床前研究
新药临床前研究即通过非人体试验对药物安全、有效、 稳定、质量可控以及给药途径进行研究和评价。
新药临床前研究包括：
药物制造工艺、药物质量研究 药物制剂研究 药效研究及评价 药物代谢及药物代谢动力学研究 药物安全性评价及研究等
• 经过结构修饰，它们不仅活性均较原型天然产物高，而且有
的毒性有很大的降低。
创新药物研究示意图
新靶标研究 新药发现研究 药物开发研究
新基因/新功能
新靶标
新药候选物
新药
功能基因 研究
靶标发现
靶标确证
先导化合 物发现
先导化合 物优化
临床前 研究
临床研究
市场
创新药物研究是化学、生物学、计算机及信息科学等多学科交叉、高新技术互 相渗透的复杂研究体系。包含新药发现研究和新药开发研究两大部分。
来源
所有抗感染药物(抗菌、抗病毒、抗真菌)的来源分布
• 对于抗癌药物，可以分为：天然产物（9，11 ％）、天然产物衍生物（21，27％）、合成物 （17，21％）、合成／天然产物类似物（8，10 ％）、药效团来源于天然产物的合成物（7，9 ％）、药效团来源于天然产物的合成物／天然产 物类似物（3，4％）。
• 已经证实天然产物在发现治疗人类疾病的药物先 导物方面起着决定性的作用。自然界仍需要去探 索，尤其是海洋和微生物，大量新的活性化学实 体有待发现。
活性天然产物的结构修饰的意义
推动有机化学的研究和药物化学的发展；
推动药理学的研究和发现药物作用的新靶标
通过用化学或生物学的方法对活性天然产物的结构改造（修饰）、衍 生物的活性测试及构效关系等研究，确定结构中的药效团，经过优化 使活性和生物利用度提高、毒性降低，从而开发新药。
靶
药
标Байду номын сангаас
物
研
筛
究
选
先 导 化 合 物
临 床 前 研 究
发
候
现
选
和
化
优
合
化
物
确
认
新药发现研究---药物靶标
定义：药物靶标是与疾病调控密切相关的酶、受体、离子 通道、核酸等生物大分子。
药物靶标的发现和确认研究，即应用生物和化学手段，发 现具有重要生理功能的新型生物大分子，并验证其是否适 合作为药物靶标。
先导化合物是结构新颖、具有较强的特定生物活性和选择性、明确的 药效功能、基本符合药物特性的化合物。
新药发现研究---临床前研究候选化合物确认
临床前研究候选化合物是具有新颖结构和药物特性，具有进一步研究 开发价值的化合物。
从hit/先导化合物到临床前研究候选化合物的发现优化过程是集药物 化学（或生物修饰、分离纯化）、计算机辅助药物设计、药物筛选、 药效功能研究、药物特性（包括吸收、代谢、安全性等）研究于一体， 不断循环的研究发现和发明过程。