第四章新藥設(shè)計(jì)與開發(fā)的基本途徑和方法

內(nèi)容引言Introduction先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)Leaddiscovery先導(dǎo)化合物的優(yōu)化LeadoptimizationLeaddiscovery天然生物活性物質(zhì)以生物化學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物基于臨床副作用觀察產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物轉(zhuǎn)化發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物藥物合成的中間體作為先導(dǎo)物組合化學(xué)的方法產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物大分子結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理設(shè)計(jì)先導(dǎo)物反義核苷酸幸運(yùn)及篩選發(fā)現(xiàn)的先導(dǎo)物天然生物活性物質(zhì)作為先導(dǎo)物天然生物活性物質(zhì)來源廣泛植物動(dòng)物微生物海洋生物礦物從中藥青蒿中分離出的抗瘧有效成分青蒿素，為新型結(jié)構(gòu)的倍半萜過氧化物，對(duì)耐氯喹的瘧原蟲有極高的殺滅作用?？诜钚缘?，溶解小，復(fù)發(fā)率高。后采用結(jié)構(gòu)修飾的方法合成了抗瘧效果更好的蒿甲醚和青蒿素琥珀酸酯，療效比青蒿素高5倍，且毒性比青蒿素低。青蒿素青蒿天然生物活性物質(zhì)作為先導(dǎo)物屠呦呦獲2011年拉斯克獎(jiǎng)

獲獎(jiǎng)理由是發(fā)現(xiàn)青蒿素2011年拉斯克獎(jiǎng)日前揭曉，中國科學(xué)家屠呦呦獲得其中的臨床醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。獲獎(jiǎng)理由是“因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)青蒿素——一種用于治療瘧疾的藥物，挽救了全球特別是發(fā)展中國家的數(shù)百萬人的生命?！碧烊簧锘钚晕镔|(zhì)作為先導(dǎo)物羥基喜樹堿:水溶性較差，毒性大喜樹Camptothecaacuminata羥基喜樹堿Hydroxycamptothecin托泊替康（抗腫瘤藥）Topotecan果實(shí)、葉

托泊替康天然生物活性物質(zhì)作為先導(dǎo)物紫杉醇紫杉醇Taxol紅豆杉Taxus紫杉特爾Taxotere（抗腫瘤藥）根、枝葉以及樹皮

紫杉特爾天然生物活性物質(zhì)作為先導(dǎo)物南美洲古柯ErythroxylumcocaLam可卡因Cocaine普魯卡因Procaine（局麻藥）可卡因普魯卡因葉

Leaddiscovery天然生物活性物質(zhì)以生物化學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物基于臨床副作用觀察產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物轉(zhuǎn)化發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物藥物合成的中間體作為先導(dǎo)物組合化學(xué)的方法產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物大分子結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理設(shè)計(jì)先導(dǎo)物反義核苷酸幸運(yùn)及篩選發(fā)現(xiàn)的先導(dǎo)物以生物化學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物以生物大分子或復(fù)合物為靶點(diǎn)酶：酶抑制劑受體：激動(dòng)劑、拮抗劑離子通道：阻斷劑、開放劑核酸：反義藥物從內(nèi)源性活性物質(zhì)；酶反應(yīng)過程（底物、過渡態(tài)、產(chǎn)物）；與受體作用過程（配體、激動(dòng)劑、拮抗劑）；生化級(jí)聯(lián)反應(yīng)過程等出發(fā)H2受體拮抗劑類抗?jié)兯庍x定靶點(diǎn)－組胺H2受體，胃壁細(xì)胞中存在刺激胃酸分泌的組胺H2受體確立研發(fā)目標(biāo)－抑制胃酸分泌藥物，得到拮抗H2受體的抗胃潰瘍新藥建立動(dòng)物篩選模型－麻醉兔灌胃從H2受體天然激動(dòng)劑－組胺入手，以其為先導(dǎo)結(jié)構(gòu)，保留咪唑環(huán)，改變側(cè)鏈，開始優(yōu)化發(fā)現(xiàn)組胺的作用在20世紀(jì)40年代，發(fā)現(xiàn)涉及變態(tài)反應(yīng)，損傷和胃分泌的生理調(diào)節(jié)抗組胺藥物有效地減弱組胺的許多反應(yīng)抗過敏疾病(現(xiàn)在把這批抗組胺藥叫作H1受體拮抗劑)但不能拮抗胃部組胺對(duì)胃酸分泌的促進(jìn)作用H1和H2受體人們猜想：存在組胺受體的兩個(gè)亞型

H2受體可能在胃壁細(xì)胞存在與胃酸分泌有關(guān)開始研究H2受體拮抗劑1964年，以藥物學(xué)家Black博士為首的研究小組，開始H2受體拮抗劑的研究工作要得到抑制胃酸分泌的藥物抗胃潰瘍組胺的結(jié)構(gòu)改造從組胺的結(jié)構(gòu)改造出發(fā)因H1受體拮抗劑無抑制胃酸分泌的作用不變部分改變部分組胺激活受體受體結(jié)合點(diǎn)額外功能基拮抗受體假想的H2受體拮抗劑發(fā)現(xiàn)微弱作用的拮抗劑四年研究200多個(gè)組胺衍生物發(fā)現(xiàn)Nα-胍基組胺有抗H2受體作用證實(shí)了設(shè)想第一個(gè)H2受體拮抗劑側(cè)鏈增長為四碳原子鏈端換為堿性較弱的甲基硫脲，得到咪丁硫脲

拮抗作用較Nα-胍基組胺強(qiáng)100倍，且選擇性好口服無效動(dòng)態(tài)構(gòu)效分析方法+咪丁硫脲的構(gòu)效分析組胺

[1，4]互變異構(gòu)體（近80%）陽離子只占少部分（約3%）咪丁硫脲

陽離子(分子數(shù)為40%)[1，4]互變異構(gòu)體最少

兩者占優(yōu)勢(shì)的質(zhì)點(diǎn)各不相同研究方向假設(shè)：如果拮抗劑的優(yōu)勢(shì)質(zhì)點(diǎn)與組胺的相同，則拮抗作用可能增強(qiáng)[1，4]互變異構(gòu)體為組胺的優(yōu)勢(shì)質(zhì)點(diǎn)明確研究方向

通過Ｒ基的變化，增加[1，4]互變異構(gòu)體的量得到甲硫咪脲側(cè)鏈次甲基換成硫原子形成吸電子的含硫四原子鏈環(huán)的5位接上的甲基使環(huán)上電子云密度增加甲硫咪脲咪丁硫脲甲硫咪脲證實(shí)了設(shè)想生理pH下，甲硫咪脲的[1，4]異構(gòu)體占優(yōu)勢(shì)體外試驗(yàn)：拮抗活性比咪丁硫脲強(qiáng)8-9倍體內(nèi)試驗(yàn)：對(duì)抗組胺或五肽內(nèi)泌素引起的胃酸分泌作用，強(qiáng)5倍活性和安全性都達(dá)到臨床試驗(yàn)的要求甲硫咪脲被槍斃在初步的臨床研究中，觀察到腎損傷和粒細(xì)胞缺乏癥試驗(yàn)被迫終止研究功虧一簣“我們接到公司的電話，說甲硫咪脲遭到禁用。之后，我們不得不牽著手過河，因?yàn)樯掠腥藭?huì)跳河，每個(gè)人都沮喪得不得了?！钡玫轿鬟涮娑∮秒娮拥扰朋w胍的取代物替換硫脲基在胍的亞氨基氮上引入氰基減少堿性西咪替丁的活性，臨床作用和副作用都符合臨床要求甲硫咪脲西咪替丁西咪替丁上市第一個(gè)H2受體拮抗劑藥物1976年在英國率先上市西咪替丁的發(fā)現(xiàn)歷程1964

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1978項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的感受 “最好的研究都是那些能真正高度投入的人所完成的。這些人會(huì)非常努力地想得到一個(gè)結(jié)果，如果你提出反面意見，他們會(huì)拼了老命跟你辯到底?！迸山埽ㄎ鬟涮娑⊙芯控?fù)責(zé)人）西咪替丁在治療上的成功改變傳統(tǒng)用抗酸劑和手術(shù)的胃潰瘍的治療方法胃潰瘍治療上的“泰胃美”革命

西咪替丁在商業(yè)上的成功上市時(shí)20美元100粒藥學(xué)史上第一個(gè)每年的銷售額超過十億美元的藥物1988年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)諾貝爾獎(jiǎng)?wù)汬owever,theresearchworkcarriedoutbyBlack,ElionandHitchingshashadamorefundamentalsignificance.Whiledrugdevelopmenthadearliermainlybeenbuiltonchemicalmodificationofnaturalproducts,theyintroducedamorerationalapproachbasedontheunderstandingofbasicbiochemicalandphysiologicalprocesses.

傳統(tǒng)的篩選方法西咪替丁可能的原子組合達(dá)三百億種！如全部合成，需一千八百萬化學(xué)家工作四年合理藥物設(shè)計(jì)RationalDrugDesign在生理病理知識(shí)基礎(chǔ)上提出相對(duì)合理的假說，來設(shè)計(jì)藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)藥物和靶雷尼替丁的發(fā)現(xiàn)Glaxo公司亦步亦趨的追蹤西咪替丁的研究開發(fā)公司的me-tooH2受體拮抗劑藥物開始時(shí)研究四唑衍生物，未能成功雷尼替丁的發(fā)現(xiàn)選擇呋喃環(huán)，并用環(huán)外的二甲氨基以使其有類似咪唑環(huán)的堿性終于得到了成功雷尼替丁西咪替丁側(cè)鏈與咪丁硫脲相同雷尼替丁的發(fā)現(xiàn)為什么用呋喃環(huán)作母體？估計(jì)與主研人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)有關(guān)博士工作為呋喃衍生物的研究

其它H2受體拮抗劑H2受體拮抗劑的構(gòu)效關(guān)系脒脲基團(tuán)芳環(huán)部分四原子鏈5－羥色胺受體激動(dòng)劑腦內(nèi)5-HT水平降低會(huì)引起偏頭痛變換結(jié)構(gòu)以提高對(duì)5-HT1受體選擇性激動(dòng)活性5-HT1激動(dòng)劑舒馬普坦（Sumatriptan）用于治療偏頭痛Leaddiscovery天然生物活性物質(zhì)以生物化學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物基于臨床副作用觀察產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物轉(zhuǎn)化發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物藥物合成的中間體作為先導(dǎo)物組合化學(xué)的方法產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物大分子結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理設(shè)計(jì)先導(dǎo)物反義核苷酸幸運(yùn)及篩選發(fā)現(xiàn)的先導(dǎo)物藥物對(duì)機(jī)體有多種藥理作用–用于治療的稱治療作用–其他的作用通常稱為毒副作用在某些情況下，一藥物的毒副作用可能對(duì)另一種疾病有治療作用。–可從已知藥物的毒副作用出發(fā)找到新藥–或?qū)⒍靖弊饔门c治療作用分開而獲得新藥基于臨床副作用觀察產(chǎn)生的先導(dǎo)物例如吩噻嗪類抗精神失常藥氯丙嗪及其類似物，是由結(jié)構(gòu)類似的抗組胺藥異丙嗪的鎮(zhèn)靜副作用發(fā)展而來的。Leaddiscovery天然生物活性物質(zhì)以生物化學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物基于臨床副作用觀察產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物轉(zhuǎn)化發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物藥物合成的中間體作為先導(dǎo)物組合化學(xué)的方法產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物大分子結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理設(shè)計(jì)先導(dǎo)物反義核苷酸幸運(yùn)及篩選發(fā)現(xiàn)的先導(dǎo)物基于生物轉(zhuǎn)化發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物藥物通過體內(nèi)代謝過程，可能被活化，也可能被失活，甚至轉(zhuǎn)化成有毒的化合物。采用這類先導(dǎo)物，得到優(yōu)秀的藥物的可能性較大，甚至直接得到比原來藥物更好的藥物。例如，抗抑郁藥丙咪嗪和阿米替林的代謝物去甲丙咪嗪和去甲阿米替林，抗抑郁作用比原藥強(qiáng)，且有副作用小、生效快的優(yōu)點(diǎn)。保泰松的代謝活化（抗炎藥）（抗炎藥）Leaddiscovery天然生物活性物質(zhì)以生物化學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物基于臨床副作用觀察產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物轉(zhuǎn)化發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物藥物合成的中間體作為先導(dǎo)物組合化學(xué)的方法產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物大分子結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理設(shè)計(jì)先導(dǎo)物反義核苷酸幸運(yùn)及篩選發(fā)現(xiàn)的先導(dǎo)物聯(lián)苯雙酯Bifendate我國創(chuàng)制的肝炎治療的降酶藥物發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代藥學(xué)方法研究中藥五味子的基礎(chǔ)上得到治療肝炎的藥物工程院士五味子五味子蜜丸和粉劑中醫(yī)常用的滋補(bǔ)強(qiáng)壯藥在20世紀(jì)70年代初，發(fā)現(xiàn)五味子蜜丸和粉劑有降低病毒性肝炎病人血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶（SGPT）的作用能改善患者的癥狀“五仁醇”水煎劑無效果仁的酒精提取物有降谷丙轉(zhuǎn)氨酶的作用，其他部分均無效“五仁醇”片劑上市五味子仁的乙醇提取物制成用于臨床治療慢性肝炎確有降谷丙轉(zhuǎn)氨酶的作用尋找五味子的有效成分五味子乙醇提取物中分離到七種單體成分均為木脂素類似物甲素乙素丙素醇甲五味子的有效成分五味子甲素?zé)o效其它都能使四氯化碳引起的小鼠高谷丙轉(zhuǎn)氨酶降低五味子乙素含量最高有效成分--先導(dǎo)化合物7例慢性肝炎的試驗(yàn)，療效較好為開發(fā)合成新的抗肝炎藥物提供了先導(dǎo)化合物五味子丙素在七種單體中，五味子丙素為新分離出的單體，有較好的降谷丙轉(zhuǎn)氨酶作用含量僅占0.08%五味子丙素的全合成為確證其化學(xué)結(jié)構(gòu)確證了五味子丙素的結(jié)構(gòu)為五味子丙素α體不是最初認(rèn)定的結(jié)構(gòu)后命名為五味子丙素γ體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行藥理研究初步的藥理研究五味子丙素的全合成難度大，不能提供樣品作藥理研究（10步）把全合成中得到的中間體和類似物共31個(gè)，進(jìn)行初步的藥理研究藥物合成的中間體作為先導(dǎo)物γ體α體次甲二氧基與降酶作用有關(guān)有16個(gè)化合物表現(xiàn)出肯定的降酶活性苯環(huán)上有次甲二氧基的有效物質(zhì)占15個(gè)進(jìn)一步的研究選擇五味子丙素γ體的中間體聯(lián)苯雙酯及二苯乙烯作了進(jìn)一步的研究通過臨床比較，放棄了二苯乙烯×得到新藥聯(lián)苯雙酯，發(fā)展為保肝藥物化學(xué)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，合成易，利于生產(chǎn)，幾無毒性盡管生物活性不是最高于八十年代初在我國上市，供臨床使用研究開發(fā)歷程197019751980198519901995載入中國藥典開始研究五味子臨床試用合成聯(lián)苯雙酯并發(fā)現(xiàn)該化合物的保肝作用研制滴丸成功上市Leaddiscovery天然生物活性物質(zhì)以生物化學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物基于臨床副作用觀察產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物轉(zhuǎn)化發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物藥物合成的中間體作為先導(dǎo)物組合化學(xué)的方法產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物大分子結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理設(shè)計(jì)先導(dǎo)物反義核苷酸幸運(yùn)及篩選發(fā)現(xiàn)的先導(dǎo)物組合化學(xué)（Combinatorialchemistry）

的方法產(chǎn)生先導(dǎo)物在上世紀(jì)八十年代初，科學(xué)家提出一種新藥研究的新思路，即對(duì)含有數(shù)十萬乃至數(shù)百萬個(gè)化合物的化學(xué)品庫進(jìn)行同步的合成和篩選，這一方法現(xiàn)叫做組合化學(xué)(CombinationalChemistry)。組合化學(xué)化合物庫的構(gòu)建是將一些基本小分子如氨基酸、核苷酸、單糖等通過化學(xué)或生物合成的手段裝配成不同的組合，由此得到大量具有結(jié)構(gòu)多樣性的化合物分子。組合化學(xué)

（CombinatorialChemistry）傳統(tǒng)化學(xué)合成…組合化學(xué)合成…苯并二氮卓類化合物組合化學(xué)合成Leaddiscovery天然生物活性物質(zhì)以生物化學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物基于臨床副作用觀察產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物轉(zhuǎn)化發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物藥物合成的中間體作為先導(dǎo)物組合化學(xué)的方法產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物大分子結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理設(shè)計(jì)先導(dǎo)物反義核苷酸幸運(yùn)及篩選發(fā)現(xiàn)的先導(dǎo)物基于生物大分子結(jié)構(gòu)

和作用機(jī)理設(shè)計(jì)先導(dǎo)物

合理藥物設(shè)計(jì)（Rationaldrugdesign）合理藥物設(shè)計(jì)是依據(jù)生命科學(xué)研究中所揭示的包括酶、受體、離子通道、核酸等潛在的藥物作用靶點(diǎn)，再參考其內(nèi)源性配基或天然底物的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征來量體裁衣的設(shè)計(jì)藥物分子，以發(fā)現(xiàn)選擇性作用于靶點(diǎn)的新藥，這樣設(shè)計(jì)出來的藥物往往具有活性強(qiáng)、選擇性高和副作用小等特點(diǎn)。Structure-baseddrugdesignMechanism-baseddrugdesignStructure-baseddrugdesign了解生物大分子（受體）的三維結(jié)構(gòu)，特別是與配體分子形成的復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)，是前提大分子與小分子的結(jié)合模式是基礎(chǔ)多種方法并用數(shù)據(jù)庫搜尋分子碎片連接從頭構(gòu)建Mechanism-baseddrugdesignGABA轉(zhuǎn)氨酶抑制劑－氨己烯酸（Vigabatrin）蛋白酶的過渡態(tài)類似物抑制劑GABAaminotransferaseinhibitor-

Vigabatrin（氨己烯酸，抗癲癇藥）γ-氨基丁酸(GABA)是哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的主要抑制性遞質(zhì)。GABA的降解主要由GABA轉(zhuǎn)氨酶(GABA-T)催化，脫氨基生成琥珀酸半醛，再經(jīng)琥珀酸半醛脫氫酶(SSADH)催化生成琥珀酸，進(jìn)入三羧酸循環(huán)。γ-氨基丁酸(GABA)的降解γ-氨基丁酸琥珀酸半醛琥珀酸半醛脫氫酶琥珀酸GABA轉(zhuǎn)氨酶L-谷氨酸L-谷氨酸脫羧酶增加腦內(nèi)γ-氨基丁酸(GABA)濃度可以提高GABA能系統(tǒng)的神經(jīng)抑制作用，進(jìn)而可用于治療多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病如癲癇/帕金森病/亨廷頓舞蹈癥/Alzheimer病等，最近發(fā)現(xiàn)增加腦內(nèi)GABA濃度還有阻斷藥物依賴的作用。一種增加GABA濃度的方法是設(shè)計(jì)可通過血腦屏障并選擇性抑制GABA轉(zhuǎn)氨酶(GABA-T)的化合物。因此GABA轉(zhuǎn)氨酶(GABA-T)已經(jīng)被確認(rèn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)藥物的靶點(diǎn)。氨己烯酸為γ-氨基丁酸(GABA)類似物，具有抗癲癇作用，其作用機(jī)制為，不可逆地抑制GABA轉(zhuǎn)氨酶(GABA-T)，提高腦內(nèi)GABA濃度而發(fā)揮作用。臨床研究結(jié)果表明，氨已烯酸為治療嚴(yán)重癲癇患兒有效而安全的一種抗癲癇藥，并對(duì)智力障礙的癲癇患者亦有效。

Leaddiscovery天然生物活性物質(zhì)以生物化學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物基于臨床副作用觀察產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物轉(zhuǎn)化發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物藥物合成的中間體作為先導(dǎo)物組合化學(xué)的方法產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物大分子結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理設(shè)計(jì)先導(dǎo)物反義核苷酸幸運(yùn)及篩選發(fā)現(xiàn)的先導(dǎo)物反義技術(shù)作為分子生物學(xué)的新型抗基因技術(shù)，目前不僅廣泛應(yīng)用于生理學(xué)、病理學(xué)、藥理學(xué)的基礎(chǔ)研究，而且已成為藥物發(fā)展的新興策略。利用這一技術(shù)開發(fā)的藥物稱為反義藥物，通常是指反義寡核苷酸，即人工合成的DNA或RNA單鏈片段。專門設(shè)計(jì)的反義寡核苷酸能與特異mRNA的特定序列相雜交，在基因水平阻止致病蛋白質(zhì)的產(chǎn)生，從而發(fā)揮治療作用。與傳統(tǒng)藥物相比，反義藥物具有更高的特異性、更優(yōu)的療效和更低的毒性。因此，反義藥物越來越成為人們研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。反義核苷酸

Antisenseoligonucleotides能夠與DNA或信使RNA發(fā)生特異性結(jié)合，分別阻斷核酸的轉(zhuǎn)錄或翻譯功能，阻止與病理過程相關(guān)的核酸或蛋白質(zhì)的生物合成。這種可與DNA或信使RNA結(jié)合的互補(bǔ)鏈稱作反義寡核苷酸。所以認(rèn)為這類藥物從根本上干預(yù)了遺傳信息的復(fù)制，轉(zhuǎn)錄或翻譯，理論上應(yīng)為治本藥物。反義核苷酸

Antisenseoligonucleotides反義核苷酸主要用于基因治療，如由基因組的缺陷或在轉(zhuǎn)錄或翻譯過程中的失常而發(fā)生的疾病，如癌癥、病毒性疾病及遺傳性疾病。堿基配對(duì)是反義核酸作用的基礎(chǔ)。mRNA反義核酸反義核苷酸

Antisenseoligonucleotides反義寡核苷酸的分子大小是設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)12－25范圍，15－20較佳反義核苷酸的類似物局部修飾（堿基雜環(huán)、硫代、甲基磷酸酯等）骨架類似物（肽核酸等）局部修飾（堿基雜環(huán)、硫代、

甲基磷酸酯等）骨架類似物－－肽核酸PeptideNucleicAcids(PNA)1991年丹麥Nielsen發(fā)現(xiàn)肽核酸(PNA)是一類以多肽骨架取代糖磷酸主鏈的DNA類似物，能特異性、高親和力的與單、雙股DNA和RNA結(jié)合，形成用途廣泛的二聚體和三聚體。PNA以化學(xué)性質(zhì)與核糖磷酸結(jié)構(gòu)完全不同的（2-氨基乙基）甘氨酸結(jié)構(gòu)單元作為骨架，堿基部分通過亞甲基羰基連接于主骨架。PNA在結(jié)構(gòu)上很好的模擬了DNA，堿基與骨架間隔3個(gè)鍵，相鄰堿基間隔6個(gè)鍵，空間大小與天然核酸相近，加上結(jié)構(gòu)上其它一些特性，使得PNA保持了對(duì)核酸的特異性識(shí)別能力。肽核酸的特點(diǎn)將核酸分子中帶電荷的磷酸戊糖骨架置換成電中性、非手性、類似多肽的骨架，整個(gè)分子不帶電荷，這樣就避免了與核酸雜交時(shí)的靜電排斥。結(jié)構(gòu)不同于核酸又區(qū)別于多肽，生物穩(wěn)定性極高，不易被核酸酶、多肽酶及蛋白酶降解。具有相當(dāng)高的熱穩(wěn)定性以及獨(dú)特的耐離子強(qiáng)度變化性質(zhì)。根據(jù)PNA的代謝穩(wěn)定性，主要將其用于抑制基因表達(dá)的反義藥物研究領(lǐng)域，國外幾家制藥及生物技術(shù)公司，ISIS、PE等公司均投入大量精力從事開發(fā)研究。

第一個(gè)反義藥物——

福米韋生Fomivirsen福米韋生(fomivirsen)是FDA批準(zhǔn)上市的第一個(gè)反義藥物，由21個(gè)硫代脫氧核苷酸組成，核苷酸序列為5’-GCGTTTGCTCTTCTTCTTGCG-3’。lowercase,deoxyribose(DNA);s,phosphorothioatelinkage通過與人類巨細(xì)胞病毒(CMV)mRNA互補(bǔ)堿基系列相結(jié)合，產(chǎn)生反義抑制，從而抑制CMV的復(fù)制，發(fā)揮特異而強(qiáng)大的抗病毒作用。用于局部治療艾滋病(AIDS)病人并發(fā)的CMV視網(wǎng)膜炎。療效維持久，給藥次數(shù)少，不良反應(yīng)輕。對(duì)CMV不產(chǎn)生耐藥性。福米韋生作為第一個(gè)批準(zhǔn)上市的反義藥物，其意義不僅僅為傳統(tǒng)概念上的新藥上市，更深遠(yuǎn)的是反義技術(shù)作為藥物發(fā)展的新興策略已結(jié)出果實(shí)。它將作為藥物發(fā)展的一個(gè)里程碑，促使更多的反義藥物誕生。許多反義藥物正在研究和開發(fā)中。隨著反義技術(shù)在藥物發(fā)展中的不斷應(yīng)用，研究的不斷進(jìn)展，必將導(dǎo)致一大批反義藥物用于臨床，造福人類。

Leaddiscovery天然生物活性物質(zhì)以生物化學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物基于臨床副作用觀察產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物轉(zhuǎn)化發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物藥物合成的中間體作為先導(dǎo)物組合化學(xué)的方法產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物大分子結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理設(shè)計(jì)先導(dǎo)物反義核苷酸幸運(yùn)及篩選發(fā)現(xiàn)的先導(dǎo)物幸運(yùn)發(fā)現(xiàn)的先導(dǎo)物抓住意外機(jī)遇青霉素的發(fā)現(xiàn)苯二氮卓的發(fā)現(xiàn)順鉑的發(fā)現(xiàn)青霉素的發(fā)現(xiàn)英國圣瑪利學(xué)院的細(xì)菌學(xué)家亞歷山大·弗萊明一九二八年開始研究葡萄球菌，觀察在不同條件下各種葡萄球菌的生長狀況。有一次，他發(fā)現(xiàn)在一只培養(yǎng)球菌的碟子上原來生長得很好的葡萄球菌忽然消失了。這一偶然現(xiàn)象引起了弗萊明的深思。這是什么原因呢？他經(jīng)過仔細(xì)觀察后發(fā)現(xiàn)，原來是一些偶然落到培養(yǎng)基上的青霉菌在葡萄球菌的培養(yǎng)碟內(nèi)生長起來了。碟內(nèi)葡萄球菌的消失，說明青霉菌具有殺死葡萄球菌的能力。這正是弗萊明所期待已久的。青霉素的發(fā)現(xiàn)他從青霉菌中提煉出了一小瓶透明的液體，并將這種液體滴到長滿葡萄球菌的培養(yǎng)碟內(nèi)。幾小時(shí)后，培養(yǎng)碟內(nèi)的葡萄球菌全部溶化了。他又將這種液體注射到兔子身上，兔子照樣生活得很好，證明這種液體對(duì)動(dòng)物和人沒有毒性。這種能夠殺菌的物質(zhì)被命名為“青霉素”。弗萊明和他的助手把這些極有價(jià)值的發(fā)現(xiàn)寫成科學(xué)論文，發(fā)表在一九二九年英國的一本醫(yī)學(xué)雜志上。弗萊明指出，青霉素在治療一些由細(xì)菌引起的疾病方面是很有作用的。弗萊明的偶然發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了青霉素的誕生，但是要把它實(shí)際應(yīng)用于醫(yī)療上卻還有一段艱難的路程。因?yàn)檫@種綠色霉菌所分泌的青霉素畢竟太少，而且提純的手續(xù)又非常麻煩，大量生產(chǎn)時(shí)有許多困難都難以克服。所以在當(dāng)時(shí)弗萊明還沒有辦法來解決這些實(shí)際問題。盡管這是一項(xiàng)十分有意義的工作，他也不得不停頓下來。青霉素在弗萊明實(shí)驗(yàn)室的試管里沉睡了十年之久。弗萊明的遺憾11年后的重新發(fā)現(xiàn)11年過去了，牛津大學(xué)的病理學(xué)家霍華施·弗洛里教授從書堆里找到了弗萊明11年前寫成的論文，對(duì)這種能夠殺死多種病菌的青霉素產(chǎn)生了濃厚興趣。他認(rèn)為當(dāng)時(shí)青霉素未能投入生產(chǎn)的原因是沒有依靠集體的力量。于是，在一次科學(xué)家的集會(huì)上，他將自己的想法告訴了大家，會(huì)上除了生物學(xué)家外，還有化學(xué)家恩斯特·錢?？茖W(xué)家們懷著對(duì)病人深切的同情開始了對(duì)青霉素的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)研究工作?；瘜W(xué)家恩斯特·錢用化學(xué)方法從培養(yǎng)液的濾液里提煉青霉素。經(jīng)過幾十個(gè)晝夜的奮戰(zhàn)，一種純度很高的青霉素終于誕生了。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)效果很好。但是為了提高青霉素的產(chǎn)量，還必須找到更好的菌種。他們分離出了幾百種霉菌，最后終于從垃圾堆里的一塊西瓜皮上分離出了第832號(hào)留菌苗株，這種霉菌不僅能在培養(yǎng)液的表面上繁殖，而且還能深入到培養(yǎng)液里生長。所以它的產(chǎn)量提高了兩倍。他們還動(dòng)員了許多義務(wù)勞動(dòng)者，搜集了一切可以利用的材料，采用了營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)液，開始了大規(guī)模生產(chǎn)，使產(chǎn)量提高到十倍以上。短短的兩年時(shí)間，青霉素就已經(jīng)能普遍用于醫(yī)療上了。1945年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)如果說，原子彈是第二次世界大戰(zhàn)中殺傷力量最強(qiáng)的武器，那么，青霉素就是從這個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)拯救生命最多的藥物。難怪有人把原子彈、雷達(dá)和青霉素并列為第二次世界大戰(zhàn)期間的三大科學(xué)發(fā)明。為了表彰這一造福人類的貢獻(xiàn)，弗萊明、錢、弗洛里于1945年，共同獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。SirAlexanderFleming

ErnstBorisChain

SirHowardWalterFlorey

篩選發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物隨機(jī)與非隨機(jī)篩選Random/nonrandomscreening高通量篩選High-throughputscreening(HTS)虛擬篩選VirtualscreeningVirtualscreening用計(jì)算機(jī)篩選的方法稱為虛擬篩選，或稱insilico篩選，成為insilico→invitro→invivo模式。Virtualscreening用一系列“基于知識(shí)的濾片”對(duì)虛擬庫“篩選”，以“濃縮”出能夠滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的化合物。這些濾片包括類藥性(druglike)，藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，毒性，知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題以及與受體的互補(bǔ)性或與配體的相似性等，是通過數(shù)據(jù)庫搜尋和計(jì)算化學(xué)實(shí)現(xiàn)的。類藥性Lipinski規(guī)則是藥物分子設(shè)計(jì)和藥物篩選中常用的規(guī)則之一。1996年，Lipinski通過對(duì)2000多種口服藥物進(jìn)行分析，提出了用于藥物分子篩選的“類藥5規(guī)則”(RuleofFive)，概括了類藥的最低標(biāo)準(zhǔn)，即分子量在500以下；氫鍵的給體不超過5個(gè)；氫鍵的接受體不超過10個(gè)；計(jì)算的分配系數(shù)(正辛醇-水系統(tǒng))clogP值不超過5。上述原則只限于化合物經(jīng)被動(dòng)擴(kuò)散機(jī)理的吸收?；衔锏娜嵝圆灰诉^強(qiáng)，否則會(huì)存在許多種構(gòu)象?；衔锊坏煤兄亟饘俸头磻?yīng)活性基團(tuán)。藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)臨床試驗(yàn)被終止淘汰的候選藥物40%是由于藥代動(dòng)力學(xué)不合理造成的。決定藥物能夠穿越細(xì)胞膜并在胞漿中轉(zhuǎn)運(yùn)的性質(zhì)是分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)在分子量，解離常數(shù)，親脂性，極性表面積，以及形成氫鍵的數(shù)目等。藥物的代謝轉(zhuǎn)化主要在肝臟中發(fā)生。將細(xì)胞色素P4502D6和3A4催化中心的三維結(jié)構(gòu)作為藥效團(tuán)，可用于預(yù)測(cè)未知化合物的代謝命運(yùn)。通過分析化合物的三維結(jié)構(gòu)與半衰期的相關(guān)性，可以來預(yù)測(cè)未知物的代謝模式。

毒性的預(yù)測(cè)基于已有化合物的毒性和結(jié)構(gòu)特征，經(jīng)線性判別分析和多重回歸分析得到的模型，可用來預(yù)測(cè)未知物的毒性?；谥R(shí)的專家系統(tǒng)(knowledge-basedsystem)的軟件如DEREK，可批處理化合物的致癌性、致畸性、致突變性、刺激性、皮膚敏感性、急性毒性和神經(jīng)毒等。另一個(gè)基于知識(shí)的專家系統(tǒng)是HazardExpert程序，通過輸入化合物名稱、給藥途徑、劑量和用藥時(shí)程，程序可給出結(jié)果。知識(shí)產(chǎn)權(quán)的預(yù)測(cè)化合物具備自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專利保護(hù)的前景，是開發(fā)決策的重要指標(biāo)，篩選虛擬庫和組合庫時(shí)要剔除已被其它專利覆蓋或有可能侵權(quán)的化合物。所以，完備的化合物檢索查新系統(tǒng)可確?；衔锝Y(jié)構(gòu)的新穎性。基于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在受體結(jié)構(gòu)信息已知的情況下，可根據(jù)結(jié)合部位的三維結(jié)構(gòu)信息，用分子對(duì)接方法，對(duì)互補(bǔ)性好、評(píng)分高的化合物，可預(yù)計(jì)有較強(qiáng)的親和力。若不知受體的三維結(jié)構(gòu)，可根據(jù)藥效團(tuán)特征篩選虛擬庫，并以不同程度的限制條件，“濾除”與藥效團(tuán)無相似性的分子。Leaddiscovery天然生物活性物質(zhì)以生物化學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物基于臨床副作用觀察產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物轉(zhuǎn)化發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物藥物合成的中間體作為先導(dǎo)物組合化學(xué)的方法產(chǎn)生先導(dǎo)物基于生物大分子結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理設(shè)計(jì)先導(dǎo)物反義核苷酸幸運(yùn)及篩選發(fā)現(xiàn)的先導(dǎo)物謝謝！謝謝觀看/歡迎下載BYFAITHIME