المركبات النشطة بيولوجيًا والمنتجات الطبيعية
المركبات النشطة بيولوجيًا والمنتجات الطبيعية هي مواد كيميائية تنتجها الكائنات الحية — النباتات والفطريات والميكروبات والكائنات البحرية — وتمارس تأثيرات بيولوجية قابلة للقياس، وقد كانت تاريخيًا مصدرًا رئيسيًا للأدوية. يهتم هذا المجال من علم العقاقير بكيفية اكتشاف هذه المركبات وعزلها وتوصيفها وربطها بالنشاط البيولوجي، مما يربط كيمياء المنتجات الطبيعية بعلم الأدوية.
Definition
المنتجات الطبيعية هي مستقلبات ثانوية تُصنّعها الكائنات الحية وليست ضرورية لعملية الأيض الأولية؛ والمركبات النشطة بيولوجيًا هي تلك التي تنتج استجابة بيولوجية محددة وقابلة للقياس، وتشكل معًا الأساس الكيميائي للكثير من علم العقاقير واكتشاف الأدوية من المنتجات الطبيعية.
Scope
يغطي هذا المجال الفئات الرئيسية للمستقلبات الثانوية (القلويدات، التربينويدات، الفينولات، الجليكوسيدات، وغيرها)، وسير العمل من العزل الموجه بالنشاط البيولوجي إلى توضيح البنية، وملامح النشاط الرئيسية التي تمت دراستها في المنتجات الطبيعية: علاقات البنية بالنشاط، الفحص القائم على المقايسات البيولوجية، والتأثيرات المضادة للميكروبات، ومضادات الأكسدة، ومضادات الالتهاب. إنه توجيه مرجعي وتعليمي، وليس إرشادات سريرية.
Sub-topics
Core questions
- ما هي فئات المركبات الطبيعية الأكثر نشاطًا بيولوجيًا، ولماذا؟
- كيف ترتبط بنية المركب بنشاطه البيولوجي؟
- كيف يتم الكشف عن المركبات النشطة بيولوجيًا المرشحة وعزلها والتحقق منها؟
- ما هي الأدوار التي تلعبها الأنشطة المضادة للميكروبات، ومضادات الأكسدة، ومضادات الالتهاب في أبحاث المنتجات الطبيعية؟
Key concepts
- المستقلبات الثانوية
- العزل الموجه بالنشاط البيولوجي
- توضيح البنية
- الهياكل الكيميائية والتنوع الهيكلي
- المركب الرائد واكتشاف الأدوية من الطبيعة
- المركبات الرائدة في علم الأدوية العرقية
Mechanisms
تُصنّع الكائنات الحية المستقلبات الثانوية — من خلال مسارات مثل مسار الشيكيمات، البوليكيتيد، الميفالونات، ومسارات القلويدات — التي غالبًا ما تتفاعل مع الجزيئات البيولوجية الكبيرة في الكائنات الحية الأخرى، مما يؤدي إلى نشاط دوائي. عادةً ما يتم الاكتشاف عن طريق التجزئة الموجهة بالنشاط البيولوجي: يتم اختبار مستخلص خام في مقايسة بيولوجية، ثم يتم فصله إلى أجزاء يتم إعادة اختبارها، وتتكرر العملية حتى يتم عزل مركب نشط نقي وتحديد بنيته بالطرق الطيفية. تشغل المنتجات الطبيعية مساحة كيميائية غنية بالتشكيل الفراغي وخصائص sp3 التي أنتجت مرارًا هياكل مفيدة سريريًا.
Clinical relevance
تشكل نسبة كبيرة من الأدوية الجزيئية الصغيرة المعتمدة منتجات طبيعية أو مشتقة منها أو مستوحاة منها، لذا فإن هذا المجال يدعم الكثير من تعليم علم الأدوية وعلم العقاقير. يصف كيف تصبح المركبات مركبات رائدة للأدوية وكيف يتم توصيف أنشطتها؛ إنه توجيه مرجعي وليس أساسًا لقرارات التشخيص أو العلاج الفردية.
Evidence & guidelines
الأدلة في هذا المجال هي إلى حد كبير قبل سريرية وكيميائية — تقارير العزل، بيانات المقايسات البيولوجية، وتحليلات علاقة البنية بالنشاط — مع مسوحات منهجية مثل تلك التي أجراها نيومان وكراغ التي تحدد كمية مساهمة المنتجات الطبيعية في خط أنابيب الأدوية. يتبع التحويل إلى الاستخدام السريري نفس المسارات التنظيمية للمرشحات الدوائية الأخرى.
History
كانت المنتجات الطبيعية المصدر المهيمن للأدوية لمعظم التاريخ المسجل، من العلاجات المشتقة من النباتات إلى عزل المورفين، الكينين، والمضادات الحيوية في القرن العشرين. يجمع المجال الحديث بين الكيمياء النباتية الكلاسيكية والفصل الكروماتوغرافي وتحديد البنية الطيفية، وقد وثقت المسوحات لخط أنابيب الأدوية مرارًا الدور الدائم للمنتجات الطبيعية حتى في خضم صعود الكيمياء الاصطناعية والتوليفية.
Debates
- هل حلت المنتجات الاصطناعية والكيمياء التوليفية محل المنتجات الطبيعية في اكتشاف الأدوية؟
- على الرغم من التحول في منتصف المسار الوظيفي نحو المكتبات الاصطناعية، تُظهر تحليلات الأدوية المعتمدة أن المنتجات الطبيعية ومشتقاتها تظل مصدرًا رئيسيًا ومستمرًا للكيانات الكيميائية الجديدة، مما أثار اهتمامًا متجددًا بالاكتشاف المستوحى من المنتجات الطبيعية.
Key figures
- David J. Newman
- Gordon M. Cragg
- Jon Clardy
- Christopher Walsh
Related topics
Seminal works
- newman-cragg-2012
- cragg-newman-2005
- clardy-walsh-2004
Frequently asked questions
- ما الفرق بين المنتج الطبيعي والمركب النشط بيولوجيًا؟
- المنتج الطبيعي هو أي مستقلب ثانوي تنتجه الكائنات الحية؛ والمركب النشط بيولوجيًا هو الذي ينتج تأثيرًا بيولوجيًا قابلاً للقياس. العديد من المنتجات الطبيعية نشطة بيولوجيًا، ولهذا السبب فهي أساسية لاكتشاف الأدوية، ولكن ليس كل منتج طبيعي له نشاط ملحوظ.
- لماذا لا تزال المنتجات الطبيعية مهمة لاكتشاف الأدوية؟
- إنها تشغل مساحة كيميائية ذات تنوع هيكلي وتعقيد ثلاثي الأبعاد غالبًا ما تفتقر إليه المكتبات الاصطناعية، وتُظهر مسوحات الأدوية المعتمدة أن المنتجات الطبيعية ومشتقاتها تستمر في توفير جزء كبير من الأدوية الجديدة.