《药物化学》课程教学资源（PPT课件）第十二章 新药设计与开发 第一节 药物作用的生理学基础

第十二章新药设计与开发第一节#药物作用的生理学基础

第十二章 新药设计与开发 第一节 药物作用的生理学基础

一、先导化合物发现的方法与途径先导化合物发现的方法与途径很多，主要有以下几种（1）随机发现（2）天然产物的活性成份中发现（3）以体内生命基础过程和生命活性物质为基础发现（4）基于体内生物转化的代谢产物发现（5）观察临床副作用发现（6）基于生物大分子的结构发现（7）通过组合化学合成-高通量筛选中发现（8）反义寡核苷酸技术

一、先导化合物发现的方法与途径 先导化合物发现的方法与途径很多，主要有以下几种： （1）随机发现 （2）天然产物的活性成份中发现 （3）以体内生命基础过程和生命活性物质为基础发现 （4）基于体内生物转化的代谢产物发现 （5）观察临床副作用发现 （6）基于生物大分子的结构发现 （7）通过组合化学合成-高通量筛选中发现 （8）反义寡核苷酸技术

随机发现1青霉素1929年，英国医生（Fleming）发现：已接种金黄色葡萄球菌的平面血被霉菌污染，污染物附近细菌明显遭到溶菌推测可能是霉菌的代谢产物对金黄色葡萄球菌有抑制作用因此把这种霉菌放到培养液中培养，结果培养液有明显的抑制革兰氏阳性菌的作用从此揭开了青霉素研究的序幕

（1）随机发现 因此把这种霉菌放到培养液中培养，结果 培养液有明显的抑制革兰氏阳性菌的作用。 青霉素 1929年，英国医生（Fleming)发现:已接种金黄色葡萄球 菌的平面皿被霉菌污染，污染物附近细菌明显遭到溶菌 可能是霉菌的代谢产物对金黄色葡萄球菌有抑制作用 推测 从此揭开了青霉素研究的序幕

（2）天然产物的活性成份中发现有效成份天然产物植物动物如抗肿瘤药长春碱如猪胰岛素镇痛药吗啡等

（2）天然产物的活性成份中发现 如抗肿瘤药长春碱、 镇痛药吗啡等 有效成份 天然产物 动物 如猪胰岛素 植物

（3）以体内内源性物质为先导化合物先导物内源性活性物质的体内的内源性活性物质衍生物或类似物受体生命活性物质生物学效应受体激动剂受体拮抗剂分子生物学等学科的揭示内源性物质-1生命基础过程合成酶-1合成酶-1抑制剂内源性活性物质的体内的内源性活性物质衍生物或类似物合成酶-2合成酶-2抑制剂内源性物质-2

（3）以体内内源性物质为先导化合物 合成酶-1 分子生物学等学科的揭示 体内的内源性活性物质 内源性物质-1 受体 生物学效应 内源性活性物质的 衍生物或类似物 先导物 受体激动剂 受体拮抗剂 体内的内源性活性物质 合成酶-2 内源性物质-2 内源性活性物质的 衍生物或类似物 合成酶-1抑制剂 合成酶-2抑制剂 生命基础过程 生命活性物质

药物代谢产物中寻找先导物(42药物在体内的代谢活化产物无活性的产物导致其他新作用的代谢物排出体作为新的药物先导物一般毒副作用较低如磺胺类药物的发现

（4）药物代谢产物中寻找先导物 无活性的产物 一般毒副作用较低 药物在体内的代谢 排出体 活化产物 导致其他新作用的代谢物 作为新的药物 先导物 如磺胺类药物的发现

（5）观察药物的临床副作用或者老药新用药物先导化合物临床副作用构效关系研究研究产生临床副作用的机理新的一类药物药物先导化合物先导化合物构效关系研究结构修饰或改造结构修饰或改造某种副作用增强或产生新的副作用新的一类药物新的一类药物

（5）观察药物的临床副作用或者老药新用 药物 临床副作用 研究产生临床副作用的机理 构效关系研究 先导化合物 新的一类药物 药物 构效关系研究 某种副作用增强 或产生新的副作用 先导化合物 结构修饰或改造 新的一类药物 先导化合物 结构修饰或改造 新的一类药物

（6）利用组合化学和高通量筛选以一些简单的分子如各种氨基酸、单糖或有机小分子等为构建模块设计不同的排列组合顺序及连接方式把它们连接起来。组合化学可同时制备大量的结构多样不需要进行混合物分离，通过筛选特点的分子，可同时筛选活性发现具有生物活性的化合物后，再进行分离、确证其化合物的结构生命科学揭示的影响生命过程的一些酶、受体、离子通道等分离、纯化鉴定出来建立分子、细胞水平的高特异性的特点高通量筛选体外筛选模型大数量、灵敏度高、特异性强、用药量小、快速筛选的特点

（6）利用组合化学和高通量筛选 以一些简单的分子如各种氨基酸、单糖或有机小分子等为构建模块， 设计不同的排列组合顺序及连接方式把它们连接起来。 组合化学 可同时制备大量的结构多样 的分子，可同时筛选活性 不需要进行混合物分离，通过筛选 特点 发现具有生物活性的化合物后，再 进行分离、确证其化合物的结构 生命科学揭示的影响生命过程的一些酶、受体、 离子通道等分离、纯化鉴定出来 建立分子、细胞水平的高特异性的 体外筛选模型 的 特点 大数量、灵敏度高、特异性强、用药量小、快速筛选的特点 高通量筛选

（7）基于生物大分子的结构设计得到天然配基与其受体之间的相互作用力氢键离子键疏水键配基分子上的离子基团配基分子上的疏水基团（如（如羧基、氨基、胍基等）侧链苯基、烃基、杂环等）只要空间条件允许，都有可能成为受体的作用位点考虑到配基与受体结合特异性，一些特异性侧链基团值得特别关注以上述基团为分子构件进行组合非肽类的先导物如非肽类的AII受体拮抗剂

天然配基与其受体之间的相互作用力 离子键 氢键 疏水键 配基分子上的离子基团 （如羧基、氨基、胍基等） 配基分子上的疏水基团（如 侧链苯基、烃基、杂环等） 只要空间条件允许，都有可能成为受体的作用位点 考虑到配基与受体结合特异性，一些特异性侧链基团值得特别关注 （7）基于生物大分子的结构设计得到 以上述基团为分子构件， 进行组合 非肽类的先导物 如非肽类的AII受体拮抗剂

（8）反义寡核苷酸达到抑制或封闭此致病基因片断表达的目的靶细胞中mRNA或DNA的某一致病基因片断根据碱基互补原理通过碱基互补结合设计并合成出一小段特异互补的RNA或DNA片断先导化合物自前这种技术应用在抗病毒和抗肿瘤方面已有不少成功的例子

（8）反义寡核苷酸 先导化合物 靶细胞中mRNA或DNA的 某一致病基因片断 根据碱基互补原理 设计并合成出 一小段特异互补的RNA或DNA片断 通过碱基互补结合 达到抑制或封闭 此致病基因片断表达的目的 目前这种技术应用在抗病毒和抗肿瘤方面已有不少成功的例子