什么叫合理药物设计,何谓合理药物设计

在医学科学的大部分历史中,新药都是通过反复试验或运气发现的。随着对新的和更有效的药物需求的增加,一种称为合理药物设计的新药开发方法开始取代旧的方法。在合理的药物设计中,具有生物活性的化合物是专门设计或选择的,以配合特定的药物靶点。合理的药物设计通常涉及分子设计软件的使用,研究人员使用分子设计软件来创建药物及其生物靶标的三维模型。因此,这个过程也被称为计算机辅助药物设计。

药物靶标或生物靶标通常是两种类型中的一种。第一种是人体内的一种分子,当它在某些方面有缺陷时会引起疾病。第二种是来自病原微生物的分子。药物开发包括发现或设计新的化合物,这些化合物以有益的方式与这些靶标相互作用,如与胆固醇相互作用以将其从体内清除,或与病毒相互作用以导致其死亡。

开发新药的旧方法存在一些缺陷,这使得药物开发成为一项昂贵的事业。开发一种新药最简单快捷的方法,就是发现一种化合物对目标药物具有生物活性,这完全是靠运气。也许最著名的事件是1928年亚历山大弗莱明发现青霉素。当他研究的一些细菌培养物被一种杀菌真菌污染时,微生物学家发现了第一种抗生素。当然,这种机会发现并不经常发生,运气也不是药企研发新药所依赖的。

开发新药最常见的方法是一个漫长而大规模的过程,称为组合库筛选。在这个过程中会产生大量的化合物,然后对其生物活性进行筛选。如果给定的化合物显示出与生物靶标相互作用的迹象,它将受到进一步的关注,并可能被开发成新药。然而,这个过程可能需要许多年和大量资金,甚至在开发阶段的末期,该药物对人类使用可能不够有效或安全。

合理的药物设计是一个更简化的过程,需要仔细考虑药物靶点和药物本身。这种药物设计方法是利用特殊的设备来检查药物靶标的三维结构,然后寻找能够与靶标相互作用的化合物。因此,合理的药物设计需要大量的化学和生物学知识,因为药物与其靶标之间的化学相互作用决定了药物是否具有生物活性。

有两种方法可以找到化合物进行测试。首先,它涉及组合文库筛选的使用。然而,在这种情况下,过程被简化了,因为使用合理的药物设计方法的研究人员会筛选出具有足够形状的化合物,以与库中的目标药物靶标相互作用。第二种方法涉及可以与目标相互作用的化合物的实际设计。这需要考虑化合物的化学组成以及化合物可能需要哪种化学基团才能与药物靶标相互作用的知识。

使用理性药物设计过程开发的第一种药物是名为Relenza的抗病毒药物。该药物旨在与称为神经氨酸酶的流感蛋白相互作用。没有这种蛋白质,流感病毒就无法感染新细胞。因此,用这种药物治疗可以缩短病程。其他设计良好的药物包括艾滋病毒药物,如利托那韦和茚地那韦,这两种药物都与称为蛋白酶的病毒蛋白相互作用。

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