药物分子结构与活性的关系

药物分子结构与活性的关系摘要药物的化学结构与活性的关系是药物化学研究的重要任务之一。药物在体内能否产生活性，主要取决于药物作用的动力学时相和药效学时相。药物动力相的构效关系，简要介绍药物的转运、影响药物到达作用部位的因素等。能否药物到达作用部位，主要受三个因素的影响，即药物的吸收、分布和与蛋白的结合等。而药物的分配系数、溶解度及解离度与上述三个因素密切相关。药效相的构效关系，详细介绍药物-受体的相互作用和立体因素对药效的影响。药物-受体如何相互作用，如何产生药效？主要取决于药物的结构、电子云密度分布、药物-受体的亲和力（即氢键、离子键、共价键、疏水作用及范德华力等）和药物分子的立体因素。药物为什么会有活性？药物的化学结构与活性存在什么样的关系？是人们一直在探索的重要问题。研究这些从实践中提出的问题，有助于认识药物与机体的作用规律。根据药物的化学结构对生物活性的影响程度，或根据药物在分子水平上的作用方式，可把药物分成两种类型，即非特异性结构药物（StructurallyNonspecificDrug）和特异性结构药物（StructurallySpecificDrug）。前者的药理作用与化学结构类型的关系较少，主要受药物理化性质的影响。如较典型的全身吸入麻醉药，这类药物的化学结构可有很大的差异，但其麻醉强度与分配系数（PartitionCoefficient）成正比。后者的作用依赖于药物分子特异的化学结构及其按某种特异的空间相互排列。其活性与化学结构的关系密切，其作用与体内特定的受体的相互作用有关。受体（Receptors）是一种具有弹性三维结构的生物大分子（大部分为蛋白质，部分为糖蛋白或脂蛋白，也有将酶（Enzymes）、核酸（Nucleicacids）和膜聚合体包括在内，统称受体。受体存在于细胞膜上和细胞膜内，具识别配体（Ligand）的能力，该类药物与受体的结构互补，可选择性地与之结合成复合物。药物与受体结合可使受体兴奋，传递信息，产生特定的生理生化和药理效应。受体对药物识别主要表现在结构互补和立体化学（Stereochemistry）的选择性。一、决定药物活性的两个基本因素药物从给药到产生活性是一个非常复杂的过程（如图1-1所示），它涉及到药物在体内的吸收、分布、代谢和消除，又涉及到药物与生物靶点相互作用（阻断或刺激）的能力。如果把这个复杂的过程分成三个阶段，探索在各个阶段中的构效关系，那么药物的化学结构与生物活性的关系及药物在体内为什么会产生活性的问题，就可以得到较为满意的解释。这三个阶段分别称为药剂相（pharmacenticalphase）、药物动力相（pharmacokineticphase）和药效相（pharmacodynemicphase）。药剂相不属于药物化学讨论的范畴。因此，药物动力相和药效相是影响药物疗效的重要因素。图1-1药物的动力相1、药物作用的动力相药物动力相包括药物的吸收（Absorption）、分布（Distribution）、代谢（Metabolism）和消除（Elimination）。给药剂量进入总循环的部分，是衡量生物利用度（Bioavailability）的尺度，体现药物血液浓度和时间的关系。