जैवसक्रिय यौगिक और प्राकृतिक उत्पाद

जैवसक्रिय यौगिक और प्राकृतिक उत्पाद जीवित जीवों — पौधों, कवक, सूक्ष्मजीवों और समुद्री जीवन — द्वारा उत्पादित रासायनिक पदार्थ हैं जो मापने योग्य जैविक प्रभाव डालते हैं और ऐतिहासिक रूप से दवाओं का प्राथमिक स्रोत रहे हैं। भेषजगुण विज्ञान (pharmacognosy) का यह क्षेत्र इस बात से संबंधित है कि ऐसे यौगिकों की खोज, अलगाव, लक्षण वर्णन कैसे किया जाता है, और उन्हें जैविक गतिविधि से कैसे जोड़ा जाता है, जो प्राकृतिक-उत्पाद रसायन विज्ञान को औषध विज्ञान (pharmacology) से जोड़ता है।

Definition

प्राकृतिक उत्पाद जीवों द्वारा संश्लेषित द्वितीयक उपापचय (secondary metabolites) हैं जो प्राथमिक उपापचय के लिए आवश्यक नहीं हैं; जैवसक्रिय यौगिक वे हैं जो एक विशिष्ट, मापने योग्य जैविक प्रतिक्रिया उत्पन्न करते हैं, और साथ में वे भेषजगुण विज्ञान (pharmacognosy) और प्राकृतिक-उत्पाद दवा खोज के बहुत से रासायनिक आधार का निर्माण करते हैं।

Scope

यह क्षेत्र द्वितीयक उपापचयों (secondary metabolites) के प्रमुख वर्गों (एल्कलॉइड, टेरपेनोइड्स, फेनोलिक्स, ग्लाइकोसाइड्स और अन्य) को शामिल करता है, जैव-सक्रियता-निर्देशित अलगाव से लेकर संरचना स्पष्टीकरण तक की कार्यप्रणाली, और प्राकृतिक उत्पादों में अध्ययन किए गए प्रमुख गतिविधि प्रोफाइल: संरचना-गतिविधि संबंध, जैव-परख-आधारित स्क्रीनिंग, और रोगाणुरोधी, एंटीऑक्सीडेंट और सूजन-रोधी प्रभाव। यह एक संदर्भ और शैक्षिक अभिविन्यास है, न कि नैदानिक मार्गदर्शन।

Sub-topics

• पौधों से प्राप्त सूजन-रोधी कारक
• प्रकृति से प्राप्त रोगाणुरोधी यौगिक
• एंटीऑक्सीडेंट यौगिक
• प्राकृतिक उत्पाद बायोएसेज़
• संरचना-गतिविधि संबंध

Core questions

• प्राकृतिक यौगिकों के कौन से वर्ग सबसे अधिक जैविक रूप से सक्रिय होते हैं, और क्यों?
• किसी यौगिक की संरचना उसकी जैविक गतिविधि से कैसे जुड़ी है?
• उम्मीदवार जैवसक्रिय यौगिकों का पता कैसे लगाया जाता है, उन्हें अलग कैसे किया जाता है और उनका सत्यापन कैसे किया जाता है?
• प्राकृतिक-उत्पाद अनुसंधान में रोगाणुरोधी, एंटीऑक्सीडेंट और सूजन-रोधी गतिविधियों की क्या भूमिकाएँ हैं?

Key concepts

• द्वितीयक उपापचय (Secondary metabolites)
• जैव-सक्रियता-निर्देशित अलगाव (Bioactivity-guided isolation)
• संरचना स्पष्टीकरण (Structure elucidation)
• रासायनिक ढाँचे (Chemical scaffolds) और संरचनात्मक विविधता (structural diversity)
• प्रमुख यौगिक (Lead compound) और प्रकृति से दवा की खोज
• जातीय-औषध विज्ञान (Ethnopharmacological) के प्रमुख

Mechanisms

जीव द्वितीयक उपापचय (secondary metabolites) का संश्लेषण करते हैं — जैसे शिकिमेट, पॉलीकेटाइड, मेवलोनेट और एल्कलॉइड मार्गों के माध्यम से — जो अक्सर अन्य जीवों में जैविक वृहदाणुओं (macromolecules) के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जिससे औषधीय गतिविधि उत्पन्न होती है। खोज आमतौर पर जैव-सक्रियता-निर्देशित प्रभाजन (bioactivity-guided fractionation) द्वारा आगे बढ़ती है: एक कच्चे अर्क का जैव-परख में परीक्षण किया जाता है, फिर उसे उन अंशों में अलग किया जाता है जिनका पुनः परीक्षण किया जाता है, जब तक कि एक शुद्ध सक्रिय यौगिक को अलग नहीं कर लिया जाता और उसकी संरचना स्पेक्ट्रोस्कोपिक विधियों द्वारा निर्धारित नहीं कर ली जाती। प्राकृतिक उत्पाद स्टीरियोकेमिस्ट्री और sp3 चरित्र से समृद्ध एक रासायनिक स्थान पर कब्जा करते हैं जिसने बार-बार चिकित्सकीय रूप से उपयोगी ढाँचे (scaffolds) प्रदान किए हैं।

Clinical relevance

अनुमोदित छोटे-अणु दवाओं का एक बड़ा हिस्सा प्राकृतिक उत्पाद हैं या उनसे व्युत्पन्न या प्रेरित हैं, इसलिए यह क्षेत्र औषध विज्ञान (pharmacology) और भेषजगुण विज्ञान (pharmacognosy) शिक्षा के बहुत से आधार को रेखांकित करता है। यह बताता है कि यौगिक दवा के प्रमुख (drug leads) कैसे बनते हैं और उनकी गतिविधियों का लक्षण वर्णन कैसे किया जाता है; यह एक संदर्भ अभिविन्यास है और व्यक्तिगत निदान या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

इस क्षेत्र में साक्ष्य काफी हद तक पूर्व-नैदानिक और रासायनिक हैं — अलगाव रिपोर्ट, जैव-परख डेटा, और संरचना-गतिविधि विश्लेषण — जिसमें न्यूमैन और क्रैग जैसे व्यवस्थित सर्वेक्षणों ने दवा पाइपलाइन में प्राकृतिक उत्पादों के योगदान को मापा है। नैदानिक उपयोग में अनुवाद अन्य दवा उम्मीदवारों के समान नियामक मार्गों का पालन करता है।

History

प्राकृतिक उत्पाद अधिकांश दर्ज इतिहास के लिए दवाओं का प्रमुख स्रोत रहे हैं, पौधों से प्राप्त उपचारों से लेकर मॉर्फिन, क्विनिन और बीसवीं शताब्दी के एंटीबायोटिक दवाओं के अलगाव तक। आधुनिक क्षेत्र शास्त्रीय फाइटोकेमिस्ट्री को क्रोमैटोग्राफिक पृथक्करण और स्पेक्ट्रोस्कोपिक संरचना निर्धारण के साथ जोड़ता है, और दवा पाइपलाइन के सर्वेक्षणों ने सिंथेटिक और संयोजी रसायन विज्ञान के उदय के बावजूद प्राकृतिक उत्पादों की स्थायी भूमिका को बार-बार प्रलेखित किया है।

Debates

क्या दवा खोज में प्राकृतिक उत्पादों को सिंथेटिक और संयोजी रसायन विज्ञान द्वारा विस्थापित कर दिया गया है?

सिंथेटिक पुस्तकालयों की ओर मध्य-कैरियर बदलाव के बावजूद, अनुमोदित दवाओं के विश्लेषण से पता चलता है कि प्राकृतिक उत्पाद और उनके व्युत्पन्न नई रासायनिक संस्थाओं का एक प्रमुख और निरंतर स्रोत बने हुए हैं, जिससे प्राकृतिक-उत्पाद-प्रेरित खोज में नए सिरे से रुचि पैदा हुई है।

Key figures

• David J. Newman
• Gordon M. Cragg
• Jon Clardy
• Christopher Walsh

Seminal works

• newman-cragg-2012
• cragg-newman-2005
• clardy-walsh-2004

Frequently asked questions

प्राकृतिक उत्पाद और जैवसक्रिय यौगिक में क्या अंतर है?

प्राकृतिक उत्पाद किसी जीव द्वारा बनाया गया कोई भी द्वितीयक उपापचय (secondary metabolite) है; जैवसक्रिय यौगिक वह है जो एक मापने योग्य जैविक प्रभाव उत्पन्न करता है। कई प्राकृतिक उत्पाद जैवसक्रिय होते हैं, यही कारण है कि वे दवा खोज के लिए केंद्रीय हैं, लेकिन हर प्राकृतिक उत्पाद में उल्लेखनीय गतिविधि नहीं होती है।

दवा खोज के लिए प्राकृतिक उत्पाद अभी भी महत्वपूर्ण क्यों हैं?

वे संरचनात्मक विविधता और त्रि-आयामी जटिलता वाले एक रासायनिक स्थान पर कब्जा करते हैं जो अक्सर सिंथेटिक पुस्तकालयों में नहीं होता है, और अनुमोदित दवाओं के सर्वेक्षण से पता चलता है कि प्राकृतिक उत्पाद और उनके व्युत्पन्न नई दवाओं का एक बड़ा हिस्सा प्रदान करना जारी रखते हैं।