Структуры лекарственных средств и химическая классификация
Структуры лекарственных средств и химическая классификация организуют совокупность терапевтических агентов по их составу и молекулярному строению. Лекарства сортируются не только по их клиническому применению, но и по химической природе — малые синтетические молекулы, вещества, полученные из природных продуктов, и крупные биологически продуцируемые белки — а также по структурным особенностям (функциональные группы, соли и модификации пролекарств), которые определяют их поведение. Этот химический подход лежит в основе того, как медицинские химики называют, сравнивают и разрабатывают лекарства.
Definition
Химическая классификация лекарственных средств — это систематическая группировка терапевтических веществ в соответствии с молекулярным составом, размером, происхождением и структурными особенностями, отличающая, например, малые синтетические молекулы от биологически полученных макромолекул и характеризующая функциональные группы, солевые формы и модификации пролекарств, которые формируют свойства соединения.
Scope
Эта область знакомит читателя с основными структурными классами лекарственных средств и принципами их химической классификации. Она охватывает низкомолекулярные лекарства, агенты, полученные из природных продуктов, биофармацевтические и рекомбинантные белки, роль функциональных групп в реакционной способности и распознавании, а также солевые и пролекарственные формы, в которых доставляются активные вещества. Это справочный и образовательный обзор химической классификации, а не руководство по выбору или применению какого-либо лекарства.
Sub-topics
Core questions
- Какие структурные и композиционные критерии отличают основные классы лекарственных средств?
- Как происхождение молекулы — синтетическое, природное или биологическое — связано с ее размером и структурной сложностью?
- Какие функциональные группы часто встречаются в молекулах лекарств и как они влияют на распознавание и реакционную способность?
- Почему многие активные вещества формулируются в виде солей или вводятся в виде пролекарств?
Key concepts
- Низкомолекулярные против макромолекулярных лекарств
- Каркасы, полученные из природных продуктов
- Биофармацевтические препараты и рекомбинантные белки
- Функциональные группы и фармакофоры
- Правило пяти и лекарственное подобие
- Солевые формы и противоионы
- Пролекарства и биоактивация
Mechanisms
Химическая классификация основывается на нескольких организующих осях. Молекулярный размер и способ производства разделяют малые молекулы — обычно синтезируемые и часто доступные для перорального приема — от крупных биофармацевтических белков, которые экспрессируются в живых системах и обычно вводятся инъекционно. Происхождение отличает полностью синтетические соединения от природных продуктов и их полусинтетических производных. Внутри любой структуры функциональные группы определяют водородные связи, ионизацию, метаболическую лабильность и способ распознавания молекулы ее мишенью. Наконец, одна и та же активная часть может быть представлена в различных формах: в виде соли, для изменения растворимости и стабильности, или в виде пролекарства, неактивного предшественника, который превращается в активное вещество в организме. Вместе эти оси позволяют химикам описывать, сравнивать и разрабатывать терапевтические молекулы.
Clinical relevance
Понимание того, как лекарства классифицируются химически, помогает клиницистам и ученым интерпретировать, почему агенты различаются по абсорбции, пути введения и обращению — например, почему биопрепарат вводится инфузионно, в то время как родственная малая молекула принимается перорально. Эта область описывает, как лекарства категоризируются и характеризуются; это фоновые знания для оценки доказательств и не является основой для индивидуального назначения или принятия решений о лечении.
Evidence & guidelines
Химическая классификация основывается на справочниках по медицинской химии и на широко цитируемых анализах лекарственного подобия и происхождения лекарств, таких как правило пяти Липинского для малых молекул и обзоры Ньюмана и Крэгга о вкладе природных продуктов в одобренные лекарства. Фармакопейные и регуляторные номенклатурные системы предоставляют практический словарь для наименования веществ и их солевых форм.
History
Классификация лекарств началась с ботанических и основанных на применении группировок и была преобразована в девятнадцатом и двадцатом веках выделением чистых природных продуктов и развитием синтетической органической химии. Эра рекомбинантной ДНК добавила новый структурный класс — белковые биофармацевтические препараты — наряду с традиционными малыми молекулами. Работа конца двадцатого века по лекарственному подобию, включая правило пяти Липинского, формализовала структурные критерии, которые до сих пор определяют, как молекулы категоризируются и приоритизируются.
Key figures
- Christopher Lipinski
- David Newman
- Gordon Cragg
- Camille Wermuth
Related topics
Seminal works
- lipinski-2001
- newman-cragg-2016
- leader-2008
Frequently asked questions
- Как лекарства классифицируются химически, а не по применению?
- Химическая классификация группирует лекарства по молекулярному составу и структуре — их размеру и происхождению (малая синтетическая молекула, производное природного продукта или биологически продуцируемый белок), а также по функциональным группам, солевым формам и модификациям пролекарств, которые они несут, а не по терапевтическому показанию.
- В чем разница между низкомолекулярным лекарством и биофармацевтическим препаратом?
- Низкомолекулярные лекарства — это соединения с низкой молекулярной массой, обычно химически синтезируемые и часто доступные для перорального приема, тогда как биофармацевтические препараты — это крупные белки или другие макромолекулы, продуцируемые в живых клетках и обычно вводимые инъекционно.