药物设计学复习总结—完整版

药物设计学复习提纲

重要名词：

合理药物设计：合理药物设计是依据生命科学研究中所揭示的包括受体、酶、离子通道、核酸等潜在的药物作用靶点（target, 受体），并参考其内源性配基或天然底物的化学结构特征来设计药物分子，从而发现选择性作用于靶点的新药。

直接药物设计：在已知靶物质三维结构的前提下，运用定向设计原理，根据靶物质的结构要求利用计算机图形学的研究，直接设计新药分子。

间接药物设计：在靶物质结构未知的情况下，利用药物分子与靶物质的互补性，探索一系列已知药物的三维结构与生物活性的定量关系，反推出靶物质的结构，从而设计新药。

组合化学（combinatorial chemistry ）:将一些称之为构建模块的基本分子（如氨基酸、核苷酸、单糖及化学小分子）通过化学或生物合成的手段，将它们系统的装配成不同的组合，由此得到大量的具有结构多样性特征的分子，从而建立化学分子库的方法。

组合化学(combinatorial chemistry)是以构件单元（building block）的组合、连接为特征，平行、系统、反复地合成大量化学实体形成组合化学库的合成技术

组合化学技术是将化学合成、电脑设计和机器人筛选合为一体的一种技术

群集筛选：在运用组合化学技术和排列组合策略构建的化合物分子库中，以特定的生物学指标，筛选有特异生物活性化合物的方式，称为群集筛选，又称库筛选

随机筛选：在完全未知的化合物群中寻找某一生物活性化合物的方式方法，或称为普筛。定向筛选：以特异的生物活性为指标，针对先导物优化研究的衍生物，以期找到生物活性更优的先导物。

高通量筛选：应用计算机控制操作技术的自动化的群集筛选方法。

先导化合物（Lead Compound）：指对特定靶标和模型具有明确药理活性并且结构新颖的的化合物。

化合物库(compound 1ibrary):指世界上大型药物R&D组织都有自己分离、合成或收集的化合物贮备。它包括以天然产物提取分离、结构测定所得的天然产物库；化学合成，特别是运用组合化学技术形成的大容量化学分子库；通过蛋白质表达可建立基因工程库。

基于机理的药物设计（mechanism based drug design, MBDD ）是一种根据疾病的发病原因和药物防治疾病机理，针对其关键环节及限制性步骤并考虑药物在体内的转运和代谢而设计化学药物的方法。

反义药物主要是指反义核酸，它包括反义DNA、反义RNA和核酶3种。

生物利用度：指药物或制剂服用后，药物到达大循环的数量和相对速度。

生物电子等排（bio-isosterism）：当分子或基团的外层电子相似、或电子密度有相似的分布，分子的大小或形状相似，均可认为是生物电子等排体，它们的理化性质可能有较大的差异，但对同一受体发生相互作用，产生大致相似或相关的生物效应。

拼合原理：将两种药物的结构或药效团拼合在一个分子内，使形成的药物或兼具两者的性质，强化药理作用，减小各自相应的毒副作用；或使两者取长补短，发挥各自的药理活性，协同地完成治疗作用。

拼合原理：一是将两个作用类型相同的药物，或同一药物的两个分子，拼合在一起，以产生更强的作用，或降低毒副作用，或改善药代动力学性质等。二是可以将两个不同药理作用的药物拼合在一起，形成孪药，以产生新的或联合的作用。

经典电子等排（isosterism）：以化学概念用来比较分子或基团的相似性，通常认为两个分子之间若含有相同数目和相同排布的电子，则互为电子等排。

前药（Prodrug）：是指体外活性较小或无活性，在体内经酶促或非酶化学反应，释放出活性物质而发挥药理作用的化合物。

软药：是指一类本身有治疗效用或生物活性的化学实体，当在体内呈现药效并达到治疗目的后，按预料的代谢途径和可控的代谢速率的代谢, 转变成无毒、无活性的代谢物。

软类似物是一类已知活性的药物，或者是生物活性化合物的结构类似物，但分子中有一个特别容易代谢的部分，其理化性质、分子形状和与受体的互补性应与先导物相同或相似。cAMP（环腺苷酸）cGMP（环鸟苷酸）

重要知识点：

1.药物与受体相互作用的本质是什么？

药物分子和受体的结合，除静电相互作用外，主要是通过各种化学键连接，形成药物-实体复合物。

2.配基与受体问相互作用主要包括哪几种。

配基与受体间相互作用主要包括静电作用、氢键作用、疏水作用、范德华作用等。

7.先导化合物的发现有哪些主要途径？

⑴从天然资源中得到先导化合物；

⑵以现有的药物作为先导化合物；

①由药物副作用发现先导化合物；

②通过药物代谢研究得到先导化合物；

③以现有突破性药物作先导；

⑶用活性内源性物质作为先导化合物；

⑷利用组合化学和高通量筛选得到先导化合物。

8.先导物优化的方法主要有哪些？

通常用于先导化合物优化的方法有：采用生物电子等排体进行替换，前药设计，软药设计，定量构效关系研究。

9.细胞内、细胞间通讯的信号分子主要有哪些。

细胞间通讯的信号分子：

最主要的有激素(hormone)、神经递质(neurotransmitter)与神经肽(neuropeptide)、局部化学介导因子、抗体、淋巴因子等。

细胞内通讯的信号分子：

cAMP（环腺苷酸，环磷酸腺苷，环腺一磷）, cGMP（环鸟苷酸）, Ca2+, IP3（三磷酸肌醇）, DG（二酰甘油）、NO等。

11. cAMP和cGMP的合成酶和分解酶是什么

细胞内通过腺苷环化酶形成cAMP，它又被磷酸二脂酶分解，而cGMP是由GTP通过和cAMP 相同的途径产生和灭活的。

13．药物设计的经典原理和方法

药物设计的经典原理和方法：相似性原理；拼合原理；生物电子等排原理；前药原理；软药原理。

14．类似物设计的常用途径

类似物设计的常用途径如下：

生物电子等排取代。

环类似物（合环与开环）。

烃链同系化、环的大小改变及环位置异构体。

立体异构体和几何异构体。

先导物分子的碎片类似物。

改变原子间的距离。

15．举例说明一价电子等排体、二价电子等排体、三价电子等排体、四价电子等排体、成环等价体在药物设计中的应用

★一价电子等排体：

硅原子置换碳原子是常见的电子等排操作，在胆碱、巴比妥、甲丙氨酯和青霉素等药物中进行硅原子置换后，都能使生物活性得到保持。盐酸苯海拉明分子中一个苯环上的氢用卤素替代，抗过敏作用随卤原子的相对原子质量增加而增强。

二价电子等排体：

酯和酰胺的电子等排，局麻药普鲁卡因和普鲁卡因胺,用－NH－替代－O－，结果导致药效学发生变化，使普鲁卡因胺成为抗心律失常药物。

三价电子等排体：

最常见的三价电子等排体是-CH=与-N=的变换，胆固醇的C20和C25被N替换，得化合物是体内胆固醇生物合成的强效抑制剂。

用－N＝替代－CH＝在环内应用。如最有效的抗组胺药物之一的美吡拉敏是用吡啶替代苯苄胺中的苯环而得。由于吡啶N上的一对未用电子不参加环内共轭，能与水分子形成氢键，因此增加药物分子的亲水性，这一性质对抗组胺的生物活性起着重要作用。

四价电子等排体：

季碳和季硅原子、季铵、季磷、季砷离子等，其中最常见于季碳原子替代季氮离子。肉碱乙酰转移酶（CAT）抑制剂有望用于治疗糖尿病。将肉碱的羟基用氨基置换得化合物，再进一步用叔丁基替代三甲铵基得，均对CAT有抑制作用。

★环和非环的电子等排体

雌激素激动剂，雌二醇的开环类似物已烯雌酚同样具有雌激素活性。为了维持两个酚基和两个乙基在空间适宜的配置，以便与雌激素受体结合，已烯雌酚分子中间的反式双键是非常重要的。

16.举例说明非经典的电子等排体。

“酯基倒置”，－COOR与-OCOR基团等排

镇痛药哌替啶(度冷丁)是哌啶羧酸的酯化物。而安那度尔是哌啶醇的酯，两者具有相似的溶解度，药效学相同，但酯基倒置后，后者的镇痛作用比前者增强了15倍。

M胆碱受体激动剂

槟榔碱是中枢神经毒蕈碱样乙酰胆碱受体激动剂，其酯基被3-烷基-1,2,4-噻二唑或3-烷基-1,2,4-噁二唑置换,仍然保持强效M受体激动作用。

羟基与甲磺酰氨基的变换