药物作用的分子机制
药物作用的分子机制描述了药物如何通过与体内特定的生物大分子靶点相互作用来产生其效应。大多数药物通过与受体、酶、离子通道、转运蛋白或核酸相关蛋白结合而发挥作用，由此引起的靶点活性变化会进一步引发生理或生化反应。本领域旨在阐明药效学的分子基础：药物-靶点相互作用的化学性质以及产生治疗和毒性效应的主要靶点类别。
Definition
药物作用的分子机制是指药物与特定生物大分子靶点之间具体的物理化学相互作用，以及该相互作用的下游效应，这些共同构成了药物的药理作用。
Scope
本领域涵盖了主要的分子药物靶点类别以及药物改变其功能的方式：酶的抑制或激活、离子通道的调节或阻断、信号转导通路（包括G蛋白偶联和酪氨酸激酶信号传导）的干预，以及配体导向的核受体对基因转录的调控。本内容是对药物作用分子基础的参考性介绍，而非任何药物使用的临床指导。
Sub-topics
Core questions
- 药物结合哪个生物大分子靶点，并在该靶点的哪个位置发挥作用？
- 药物是抑制、激活还是以其他方式调节靶点的功能？
- 靶点活性的变化如何转化为细胞和生理反应？
- 为什么不同的靶点类别（酶、通道、信号受体、核受体）会产生不同时间尺度的效应？
Key concepts
- 药物靶点
- 受体结合与亲和力
- 酶抑制
- 离子通道调节
- 信号转导
- 核（转录）受体作用
- 激动与拮抗
- 选择性与脱靶效应
Mechanisms
药物通过结合靶点生物大分子并改变其行为来发挥作用。主要的靶点类别作用时间尺度各不相同。抑制或激活酶的药物会改变催化反应的速率，从而改变底物或产物的浓度。调节离子通道的药物会改变跨膜的离子通量，进而改变膜兴奋性，通常在毫秒内发生。作用于细胞表面信号受体（特别是G蛋白偶联受体和受体酪氨酸激酶）的药物会触发细胞内级联反应，在数秒到数分钟内放大信号。结合核受体的药物作为配体改变基因转录，其效应在数小时到数天内显现，因为它们依赖于新蛋白质的合成。在这些类别中，效应的大小取决于药物-靶点相互作用的亲和力和选择性，而与相关靶点的非预期结合是许多脱靶效应和不良反应的根本原因（Overington 2006; Swinney 2004; Katzung 2020）。
Clinical relevance
了解药物的分子机制有助于解释为什么同一治疗类别的药物可能具有相似的效应和不良反应特征，为什么效应会在不同的时间尺度上出现，以及为什么对靶点的选择性对于权衡益处和危害至关重要。本领域旨在从分子层面描述药物作用的理解，仅供参考和教育目的；它不提供剂量、处方或个体化治疗指导。
Evidence & guidelines
已上市药物的分子靶点已在靶点类别调查中进行了编目，结果表明相对较少数量的靶点家族构成了大多数已批准药物的作用靶点（Overington 2006）。结合机制（例如，可逆竞争与共价或缓慢可逆结合）与治疗成功之间的关系在机制药理学文献中有所讨论（Swinney 2004）。标准药理学教科书对本文所使用的靶点类别框架进行了规范（Katzung 2020; Brunton 2018）。
History
药物作用于特定分子靶点的思想源于20世纪初Langley和Ehrlich的受体概念，并随着20世纪酶、膜通道、信号级联和核受体生物化学研究的深入而日趋成熟。到合理药物设计时代，靶点类别思维已成为药效学的组织框架，对已批准药物的调查证实，大多数药物通过有限的生物大分子靶点家族发挥作用（Overington 2006; Brunton 2018）。
Related topics
Seminal works
- overington-2006
- swinney-2004
Frequently asked questions
- 药物作用的主要分子靶点类型有哪些？
- 主要类别包括酶、离子通道、细胞表面信号受体（如G蛋白偶联受体和受体酪氨酸激酶）、核受体和转运蛋白。通常，特定药物主要通过其中一个靶点发挥作用。
- 为什么有些药物在几秒钟内起效，而另一些则需要几天？
- 时间尺度取决于靶点类别：离子通道和信号受体的效应出现迅速，因为它们改变了现有分子，而核受体药物通过改变基因转录发挥作用，因此其效应依赖于新蛋白质的较慢合成。