第03講-先導(dǎo)化合物

1、藥 物 設(shè) 計(jì) 學(xué)王遠(yuǎn)強(qiáng)1共八十九頁(yè)先導(dǎo)化合物（Lead compound ）新發(fā)現(xiàn)的對(duì)某種靶標(biāo)和模型呈明確(mngqu)藥理活性的化合物分子(fnz)的多樣性分子的互補(bǔ)性分子的相似性天然生物活性物質(zhì)組合化學(xué)組合生物合成和組合生物催化基于臨床副作用觀察產(chǎn)生先導(dǎo)物虛擬篩選分子的多樣性（diversity）是先導(dǎo)物發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)分子的多樣性、互補(bǔ)性和相似性構(gòu)成了設(shè)計(jì)方法的策略基礎(chǔ)共八十九頁(yè)先導(dǎo)(xindo)化合物（Lead compound ）新發(fā)現(xiàn)的對(duì)某種靶標(biāo)和模型呈明確藥理活性的化合物分子(fnz)的多樣性分子的互補(bǔ)性分子的相似性基于生物大分子結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理的藥物分子設(shè)計(jì)反義寡核苷酸分子的互補(bǔ)

2、性（complementarity）是分子識(shí)別和受體-配體結(jié)合的基礎(chǔ)和推動(dòng)力分子的多樣性、互補(bǔ)性和相似性構(gòu)成了設(shè)計(jì)方法的策略基礎(chǔ)共八十九頁(yè)先導(dǎo)化合物（Lead compound ）新發(fā)現(xiàn)的對(duì)某種靶標(biāo)和模型呈明確(mngqu)藥理活性的化合物分子(fnz)的多樣性分子的互補(bǔ)性分子的相似性基于內(nèi)源性配體分子的藥物設(shè)計(jì)過(guò)渡態(tài)類似物肽模擬物生物電子等排置換類似物變換藥物合成的中間體基于代謝轉(zhuǎn)化分子的相似性（similarity）在不同的層次上有不同的含義分子的多樣性、互補(bǔ)性和相似性構(gòu)成了設(shè)計(jì)方法的策略基礎(chǔ)共八十九頁(yè)分子生物學(xué)細(xì)胞生物學(xué)基因組學(xué)蛋白組學(xué)生物信息學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)藥物化學(xué)高通量

3、技術(shù)生物芯片天然產(chǎn)物化學(xué)合成組合化學(xué)化合物庫(kù)篩選模型結(jié)構(gòu)優(yōu)化藥物候選化合物篩選第一節(jié) 篩選(shixun)途徑篩選平臺(tái)虛擬(xn)篩選共八十九頁(yè)篩選(shixun)流程簡(jiǎn)圖初級(jí)(chj)篩選高通量篩選二級(jí)篩選細(xì)胞、組織、器官吸收、代謝初步評(píng)價(jià)毒性初步評(píng)價(jià)三級(jí)篩選整體動(dòng)物共八十九頁(yè)一、隨機(jī)篩選和定向篩選（Random anddedicated screening )隨機(jī)篩選：在完全未知化合物群中尋找某一生物活性的小分子定向篩選：以特異生物活性為指標(biāo)(zhbio)的篩選，對(duì)先導(dǎo)物的衍生物進(jìn)行的篩選二、篩選模型的分類體內(nèi)篩選（in vivo）：不同動(dòng)物的整體動(dòng)物試驗(yàn)體外篩選（in vitro）：分子

4、、亞細(xì)胞(xbo)、細(xì)胞(xbo)、離體器官（酶、受體、DNA等）包甲素（BGT-A）：治青光眼包甲素類似物COPD藥物（M3受體拮抗劑）共八十九頁(yè)三、基于機(jī)理的篩選模型膜壓鉗技術(shù)(jsh)：記錄單細(xì)胞跨膜電流和電壓的電生理技術(shù)(jsh)，研究藥物對(duì)離子通道的影響四、生物利用度的簡(jiǎn)化篩選模型吸收、分布、代謝、排泄腸道吸收模型過(guò)血腦屏障的細(xì)胞培養(yǎng)模型共八十九頁(yè)五、基因工程制備篩選模型-重組受體（克隆受體）非選擇性M受體激動(dòng)藥卡巴膽堿對(duì)M受體的藥理學(xué)研究： 放射配基結(jié)合試驗(yàn)：3H-NMS為放射性配基，在轉(zhuǎn)人m1-m3受體亞型基因的CHO-K1細(xì)胞上，測(cè)試卡巴膽堿對(duì)M亞型受體的半數(shù)抑制濃度IC50

5、和平衡解離常數(shù)Ki，研究親和力。 動(dòng)物離體組織功能實(shí)驗(yàn)：激動(dòng)豚鼠支氣管（M3）。 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究：測(cè)定(cdng)M受體激動(dòng)藥卡巴膽堿對(duì)轉(zhuǎn)人m1-m3受體亞型基因的CHO-K1細(xì)胞內(nèi)第二信使的作用、量效關(guān)系。 共八十九頁(yè)六、群集篩選傳統(tǒng)的藥物篩選方法是采用藥理學(xué)的實(shí)驗(yàn)(shyn)方法 高通量篩選（High-throughput screening，HTS）對(duì)藥物活性的篩選在大規(guī)模的水平上進(jìn)行分子水平和細(xì)胞水平的實(shí)驗(yàn)方法(或稱篩選模型)是實(shí)現(xiàn)高通量藥物篩選的技術(shù)基礎(chǔ) 真正實(shí)現(xiàn)一藥多篩：同一化合物不同模型篩選的活性數(shù)據(jù)(shj)以及由同一模型不同化合物的活性數(shù)據(jù)(shj)歸納出的結(jié)構(gòu)活性關(guān)系可為

6、藥物的發(fā)現(xiàn)提供極有價(jià)值的信息。共八十九頁(yè)高通量篩選快速每天篩選數(shù)萬(wàn)藥次微量篩選樣品需要量為微克級(jí)靈敏(ln mn)準(zhǔn)確判斷篩選樣品的活性和選擇性經(jīng)濟(jì)篩選費(fèi)用低共八十九頁(yè)計(jì)算機(jī)處理技術(shù)：自動(dòng)化操作系統(tǒng)（藥物篩選機(jī)器人）由計(jì)算機(jī)控制的全自動(dòng)實(shí)驗(yàn)室操作。明確藥物作用(zuyng)的靶分子結(jié)構(gòu)，借助計(jì)算機(jī)，通過(guò)有機(jī)化學(xué)、量子化學(xué)及立體化學(xué)計(jì)算，找出最佳的與靶分子結(jié)合的藥物分子結(jié)構(gòu)。每100000個(gè)新化合物可能有5個(gè)進(jìn)入臨床研究，最終只有1個(gè)成為新藥。高通量藥物篩選(shixun)的數(shù)據(jù)處理特點(diǎn)共八十九頁(yè)原始數(shù)據(jù)調(diào)用：以一個(gè)微孔板為一個(gè)數(shù)據(jù)單位，不同微孔板數(shù)據(jù)的分布(fnb)格式和數(shù)量不同，最常見(jiàn)的是9

7、6孔板。 計(jì)算過(guò)程的實(shí)現(xiàn) 計(jì)算程序的調(diào)整高通量藥物篩選(shixun)活性計(jì)算方法的選擇化合物和篩選模型數(shù)據(jù)的調(diào)用 樣品數(shù)據(jù)庫(kù)篩選模型數(shù)據(jù)庫(kù)生物活性數(shù)據(jù)庫(kù)共八十九頁(yè)七、虛擬篩選（Virtual screening，in silico 篩選）in silico-in vitro-in vivo 模式，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)搜尋和計(jì)算化學(xué)實(shí)現(xiàn)的。用一系列“基于知識(shí)(zh shi)的濾片”對(duì)虛擬庫(kù)“篩選”，“濃縮”出能夠滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的化合物。這些濾片包括類藥性(drug like)，藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，毒性，知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題以及與受體的互補(bǔ)性或與配體的相似性等。共八十九頁(yè)類藥性Lipinski歸納的“類藥5規(guī)則”(Ru

8、le of Five)，概括了類藥的最低標(biāo)準(zhǔn)，即分子量在500以下；氫鍵的給體不超過(guò)5個(gè)；氫鍵的接受體不超過(guò)10個(gè)；計(jì)算的分配系數(shù)(正辛醇-水系統(tǒng))clogP值不超過(guò)5。上述原則(yunz)只限于化合物經(jīng)被動(dòng)擴(kuò)散機(jī)理的吸收?；衔锏娜嵝圆灰诉^(guò)強(qiáng)，否則會(huì)存在許多種構(gòu)象；化合物不得含有重金屬和反應(yīng)活性基團(tuán)。 共八十九頁(yè)藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)臨床試驗(yàn)被終止淘汰的候選藥物40%是由于藥代動(dòng)力學(xué)不合理造成的； 決定藥物能夠穿越細(xì)胞膜并在胞漿中轉(zhuǎn)運(yùn)的性質(zhì)是分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)在分子量，離解(l ji)常數(shù)，親脂性，極性表面積，以及形成氫鍵的數(shù)目等； 藥物的代謝轉(zhuǎn)化主要在肝臟中發(fā)生。將細(xì)胞色素P450 2D6和3A

9、4催化中心的三維結(jié)構(gòu)作為藥效團(tuán)，可用于預(yù)測(cè)未知化合物的代謝命運(yùn)。通過(guò)分析化合物的三維結(jié)構(gòu)與半衰期的相關(guān)性，可以來(lái)預(yù)測(cè)未知物的代謝模式 共八十九頁(yè)毒性的預(yù)測(cè)(yc)基于已有化合物的毒性和結(jié)構(gòu)特征，經(jīng)線性判別分析和多重回歸分析得到的模型，可用來(lái)預(yù)測(cè)未知物的毒性?；谥R(shí)的專家系統(tǒng)(knowledge-based system)的軟件如DEREK，可批處理化合物的致癌性、致畸性、致突變性、刺激性、皮膚敏感性、急性毒性和神經(jīng)毒等。另一個(gè)基于知識(shí)的專家系統(tǒng)是HazardExpert程序，通過(guò)輸入化合物名稱、給藥途徑、劑量和用藥時(shí)程，程序可給出結(jié)果。共八十九頁(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的預(yù)測(cè)化合物具備自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專利保

10、護(hù)的前景，是開發(fā)決策的重要指標(biāo)，篩選虛擬庫(kù)和組合庫(kù)時(shí)要剔除已被其它專利覆蓋或有可能侵權(quán)的化合物。所以(suy)，完備的化合物檢索查新系統(tǒng)可確?；衔锝Y(jié)構(gòu)的新穎性。共八十九頁(yè)基于結(jié)構(gòu)(jigu)的設(shè)計(jì)在受體結(jié)構(gòu)信息已知的情況下，可根據(jù)結(jié)合部位的三維結(jié)構(gòu)信息，用分子對(duì)接方法，對(duì)互補(bǔ)性好、評(píng)分高的化合物，可預(yù)計(jì)有較強(qiáng)的親和力。若不知受體的三維結(jié)構(gòu)，可根據(jù)藥效團(tuán)特征篩選虛擬庫(kù)，并以不同程度的限制條件，“濾除”與藥效團(tuán)無(wú)相似性的分子。共八十九頁(yè)八、應(yīng)用結(jié)構(gòu)概念，預(yù)測(cè)治療(zhlio)藥物的致癌性1、誘變性、致癌性與分子的結(jié)構(gòu)有關(guān)誘變(yu bin)性致癌性分子結(jié)構(gòu)理化性質(zhì)2、計(jì)算機(jī)自動(dòng)化結(jié)構(gòu)評(píng)估系統(tǒng)在化

11、學(xué)物質(zhì)合成之前預(yù)測(cè)分子的誘變性和致癌性和其他毒性基于已有化合物的毒性和結(jié)構(gòu)特征，經(jīng)線性判別分析和多重回歸分析得到的模型，可用來(lái)預(yù)測(cè)未知物的毒性?；谥R(shí)的專家系統(tǒng)(knowledge-based system)的軟件可批處理化合物的致癌性、致畸性、致突變性、刺激性、皮膚敏感性和神經(jīng)毒性等。通過(guò)輸入化合物名稱、給藥途徑、劑量和用藥時(shí)程等，程序可給出結(jié)果。共八十九頁(yè)中科院有機(jī)所計(jì)算化學(xué)：有機(jī)化合物疏水常數(shù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)(Prediction System of LogP) 用于預(yù)測(cè)化合物疏水常數(shù)的軟件。對(duì)用戶提供的化合物進(jìn)行疏水常數(shù)預(yù)測(cè)，在設(shè)計(jì)新醫(yī)藥、新農(nóng)藥和新材料過(guò)程中，提供化合物疏水常數(shù)的信息。 它

12、是對(duì)LogP數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)(y )有效補(bǔ)充。共八十九頁(yè)中科院有機(jī)所計(jì)算化學(xué)：化合物致突變毒性預(yù)測(cè)系統(tǒng)(Prediction System of Mutagenic Toxicity)用于預(yù)測(cè)化合物致突變毒性的軟件?；衔镏?突變毒性預(yù)測(cè)系統(tǒng)可以(ky)對(duì)用戶提供的化合物進(jìn)行致突變毒性預(yù)測(cè)，為您在設(shè)計(jì)新醫(yī)藥、新農(nóng)藥和新材料過(guò)程中，提供化合物的致突變毒性的信息?；衔镏掳┒拘灶A(yù)測(cè)系統(tǒng)(Prediction System of Carcinogenic Toxicity)用于預(yù)測(cè)化合物致癌毒性的軟件。化合物致癌毒性預(yù)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)用戶提供的化合物進(jìn)行致癌毒性預(yù)測(cè)，為您在設(shè)計(jì)新醫(yī)藥、新農(nóng)藥和新材料過(guò)程中，

13、提供化合物的致癌毒性的信息。共八十九頁(yè)第二節(jié) 化合物庫(kù)天然產(chǎn)物庫(kù)化合物組合(zh)庫(kù)基因重組庫(kù)化合物庫(kù)利用基因(jyn)重組技術(shù)，合成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的天然化合物及利用微生物產(chǎn)生結(jié)構(gòu)新型活性物質(zhì)化合物和篩選模型數(shù)據(jù)的調(diào)用 樣品數(shù)據(jù)庫(kù)篩選模型數(shù)據(jù)庫(kù)生物活性數(shù)據(jù)庫(kù)主要來(lái)源于動(dòng)植物、細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)物提取、分離、結(jié)構(gòu)鑒定組合合成共八十九頁(yè)一、天然(tinrn)產(chǎn)物庫(kù)青蒿素Artemisinin黃花(hunghu)蒿Artemisia annula羥基喜樹堿Hydroxycamptothecin喜樹Camptotheca acuminata抗瘧藥共八十九頁(yè)二、組合化學(xué)和化合物組合庫(kù)1、組合化學(xué)（Combinator

14、ial chemistry）組合化學(xué)是一門將化學(xué)合成、組合理論(lln)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及機(jī)器人結(jié)合為一體的技術(shù)。根據(jù)組合原理在短時(shí)間內(nèi)將不同構(gòu)建模塊以共價(jià)鍵系統(tǒng)、反復(fù)地進(jìn)行連接，從而產(chǎn)生大批的分子多樣性群體，形成化合物庫(kù)(Compound-Library)； 運(yùn)用組合原理，以巧妙的手段對(duì)化合物庫(kù)進(jìn)行篩選、優(yōu)化，得到可能(knng)的有目標(biāo)性能的化合物結(jié)構(gòu)。共八十九頁(yè)組合化學(xué)是在固相合成多肽基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)快速合成新技術(shù)。80年代中期：用九十六孔板在高分子筆上首次合成多肽成功，標(biāo)志著組合合成的開始。組合化學(xué)局限于用固相方法合成多肽和多糖。到了90年代初：組合化學(xué)合成多肽衍生物，并逐漸應(yīng)用到

15、小分子合成上。以合成小分子為主的平行(pngxng)單分子合成有了很大的發(fā)展，并成為組合合成的主要技術(shù)。隨著分子生物學(xué)研究技術(shù)的突破高通量篩選，新藥開發(fā)所需要的新分子實(shí)體的數(shù)目越來(lái)越多，科學(xué)家把注意力從尋找天然產(chǎn)物轉(zhuǎn)入合成(hchng)大數(shù)目的化合物群化學(xué)庫(kù)?；瘜W(xué)庫(kù)是由諸多具有不同屬性的有機(jī)化合物組成，組合化學(xué)就是一種合成化學(xué)庫(kù)的技術(shù)。共八十九頁(yè)組合化學(xué)的策略:化學(xué)組塊的組合，存在多種組合排列。組合合成(hchng)（Combinatorial synthesis）：用一個(gè)構(gòu)建模塊的n個(gè)單元與另一個(gè)構(gòu)建模塊的n個(gè)單元同時(shí)進(jìn)行一步反應(yīng)，得到nn個(gè)化合物；若進(jìn)行m步反應(yīng)，則得到(nn)m 個(gè)化合物

16、。用20種天然氨基酸合成的五肽，組合起來(lái)有以下(yxi)幾種：二聚體202=400 三聚體203=8000 四聚體204=160,000 五聚體205=3200,000化學(xué)家不再去尋找把化合物A和B轉(zhuǎn)化為C的條件，而是發(fā)現(xiàn)一系列As和Bs轉(zhuǎn)化成大量Cs的最佳條件。同時(shí)制備含眾多分子的化合物庫(kù)，以代數(shù)級(jí)數(shù)增加組塊的數(shù)目，庫(kù)容量則以幾何級(jí)數(shù)增加。共八十九頁(yè)傳統(tǒng)合成方法：每次只合成一個(gè)化合物；組合化學(xué)的特點(diǎn):大幅度提高了新化合物的合成和篩選效率，減少了時(shí)間和資金的消耗，通過(guò)借助組合合成儀，可以連續(xù)(linx)、自動(dòng)完成反應(yīng)、分離、純化等過(guò)程，成為20世紀(jì)末化學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。一個(gè)化學(xué)家用組合化學(xué)方法

17、在26周的工作量，十個(gè)化學(xué)家用傳統(tǒng)合成方法要花費(fèi)一年的時(shí)間。組合化學(xué)與高通量篩選技術(shù)結(jié)合，可極大地加快先導(dǎo)物發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化的速度共八十九頁(yè)2、化合物組合庫(kù)巨大數(shù)量的不同結(jié)構(gòu)(jigu)的化合物的存?。ㄙA存和檢索），它源自巨大數(shù)量不同分子的“模塊”（buildingblock）以不同形式進(jìn)行組合。分子信息數(shù)據(jù)分析方法針對(duì)已有分子數(shù)據(jù)庫(kù)中大量分子信息進(jìn)行提取、整理和統(tǒng)計(jì)分析, 來(lái)獲得兩個(gè)方面的信息：從已知分子中得到分子的各種物理化學(xué)參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析, 預(yù)測(cè)藥物所應(yīng)具有的理化指標(biāo)；譬如：對(duì)化合物ADME/T性質(zhì)(吸收、分布、代謝、排泄和毒性) 的預(yù)測(cè)；利用各種結(jié)構(gòu)描述符或拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息來(lái)尋找藥物的共

18、同結(jié)構(gòu)特征, 并依據(jù)這些結(jié)構(gòu)特征對(duì)已有化合物進(jìn)行活性預(yù)測(cè)、結(jié)構(gòu)改造以及全新設(shè)計(jì). 如: 化合物“drug-like”特征識(shí)別方法的研究、藥物的相似性分析、生物電子等排體的研究、子結(jié)構(gòu)拆分和分析、針對(duì)不同生物活性的虛擬組合庫(kù)設(shè)計(jì)以及基于結(jié)構(gòu)的全新藥物分子設(shè)計(jì)。共八十九頁(yè)目前, 這些(zhxi)分析方法的分子數(shù)據(jù)主要來(lái)源于：MDL藥物數(shù)據(jù)報(bào)道數(shù)據(jù)庫(kù)(MDL Drug Data Report,MDDR；綜合藥物化學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)(Comprehensive Medicinal Chemistry, CMC)；現(xiàn)有化學(xué)品目錄數(shù)據(jù)庫(kù)(Available Chemical Directory, ACD）；其他商業(yè)

19、或免費(fèi)分子數(shù)據(jù)庫(kù)。 這些分子信息數(shù)據(jù)庫(kù)中提供了研究所需要的分子結(jié)構(gòu)、分子量以及其它理化數(shù)據(jù)。共八十九頁(yè)3、組合化學(xué)技術(shù)化學(xué)合成、電腦設(shè)計(jì)、機(jī)器人篩選相結(jié)合，特點(diǎn)：高效(o xio)、微量、高度自動(dòng)化共八十九頁(yè) 組合化學(xué)合成包括(boku)化合物庫(kù)的制備、庫(kù)成分的檢測(cè)及目標(biāo)化合物的篩選三個(gè)步驟。 化合物庫(kù)的制備包括固相合成和液相合成兩種技術(shù)固相技術(shù)液相技術(shù)優(yōu)點(diǎn)純化簡(jiǎn)單，過(guò)濾即達(dá)純化目的，反應(yīng)物可過(guò)量，反應(yīng)完全；合成方法可實(shí)現(xiàn)多設(shè)計(jì)；操作過(guò)程易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化反應(yīng)條件成熟，不需調(diào)整；無(wú)多余步驟；適用范圍寬缺點(diǎn)發(fā)展不完善；反應(yīng)中，連接和切鏈?zhǔn)嵌嘤嗖襟E；載體與鏈接的范圍有限反應(yīng)物不能過(guò)量；反應(yīng)可能不完全；純

20、化困難；不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化共八十九頁(yè)固相合成:在芯片或合成珠等固相載體(zit)材料表面，通過(guò)連接功能基，進(jìn)行原位合成、篩選。固相合成中較多使用的樹脂是小的球狀樹脂珠（80-200um）樹脂珠的種類：1、交聯(lián)聚苯乙烯2、聚酰胺樹脂3、多孔玻璃活化(huhu)交聯(lián)聚苯乙烯酰胺共八十九頁(yè)平行合成法（平行單分子(fnz)合成）：同時(shí)合成一系列的單個(gè)分子(fnz)這種方法接近于經(jīng)典有機(jī)合成，很容易為有機(jī)化學(xué)家接受，已經(jīng)成為最常用的組合化學(xué)合成方法。藥物化學(xué)家已將此方法廣泛地用于合成小的某種特殊用途的化學(xué)庫(kù)，尤其是先導(dǎo)化合物的優(yōu)化過(guò)程。固相法平行(pngxng)法混合物法共八十九頁(yè)（1）多中心（multip

21、in）合成(hchng)法（多針同步合成(hchng)）反應(yīng)(fnyng)珠：聚乙烯小棒連接功能基是固相合成的基本方法。將96只帶有載體針的小棒固定在同一塊板上，其位置與96孔滴度板相對(duì)應(yīng)，然后在96個(gè)孔中分別加入不同的反應(yīng)物及試劑，即可同步合成96個(gè)樣品。改進(jìn)后，在玻璃管的上端加一個(gè)硅橡膠墊片，可用注射器加樣，管外有一個(gè)列管式夾層，可對(duì)反應(yīng)物加熱或冷卻。共八十九頁(yè)（2）茶袋法（茶葉包法 tea-bag ）74mm網(wǎng)眼(wn yn)的聚乙烯網(wǎng)袋（15mm20mm），里面裝滿樹脂珠，密封好。最初樹脂珠上都連有一個(gè)保護(hù)的氨基酸，然后它被浸在反應(yīng)液中，把袋子集中進(jìn)行脫保護(hù)、洗滌、中和及再偶聯(lián)等步驟，

22、每個(gè)小袋一種肽。共八十九頁(yè)（3）混分法（混合(hnh)均分法，Mix-Split）樹脂各部分又重新合并，混勻，再被分成(fn chn)幾部分，進(jìn)一步反應(yīng)混分法依賴于在樹脂珠上合成化合物載體被等分，各部分獨(dú)自與不同的起始單體原料反應(yīng)一珠一物法(one bead,one compound)共八十九頁(yè)Lam等以19種天然氨基酸為起始物，用該法合成五肽庫(kù)。對(duì)抗-內(nèi)啡肽的單克隆抗體進(jìn)行親和性研究，找到天然抗原位點(diǎn)肽的六個(gè)有效類似物；結(jié)合抗生蛋白鏈菌素的研究，找到一些有結(jié)合作用的肽段。混合裂分法的優(yōu)點(diǎn)：省時(shí)省力，可以在很短的時(shí)間里合成和篩選大量(dling)的化合物。除了反應(yīng)的選擇和設(shè)計(jì)，混合裂分法的核心

23、是反應(yīng)產(chǎn)物的跟蹤解析。混合裂分法的缺點(diǎn)：反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)量難以準(zhǔn)確地確定，篩選得到的數(shù)據(jù)可靠性差。因此，不能完全靠此方法進(jìn)行最終的定論，要得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，必須做重復(fù)合成和篩選實(shí)驗(yàn)。共八十九頁(yè)芴甲氧羰基(tn j)（4）非肽組合(zh)庫(kù)叔丁氧羰基7種氨基酸樹脂40個(gè)反應(yīng)中心異氰酸酯共八十九頁(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)(zh sh chn qun)的預(yù)測(cè)化合物具備自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專利(zhunl)保護(hù)的前景，是開發(fā)決策的重要指標(biāo)，篩選虛擬庫(kù)和組合庫(kù)時(shí)要剔除已被其它專利(zhunl)覆蓋或有可能侵權(quán)的化合物。所以，完備的化合物檢索查新系統(tǒng)可確?；衔锝Y(jié)構(gòu)的新穎性。共八十九頁(yè)組合化學(xué)的應(yīng)用實(shí)例新藥物的合成與篩選 迄今為止

24、，組合化學(xué)最多的應(yīng)用是新藥(xn yo)物的設(shè)計(jì)、合成和篩選方面。組合化學(xué)方法創(chuàng)制的新藥(xn yo)將沖擊21世紀(jì)的藥物市場(chǎng)。美國(guó)及歐洲已涌現(xiàn)一批組合化學(xué)公司。杜邦制藥公司將組合化學(xué)（隨機(jī)設(shè)計(jì)，合理篩選）與合理藥物設(shè)計(jì)（合理設(shè)計(jì)，隨機(jī)篩選）方法聯(lián)用設(shè)計(jì)合成了新奇的膠原酶抑制劑，能夠抑制引起癌轉(zhuǎn)移和關(guān)節(jié)炎的膠原酶（Coll-agenases）,這些工作有利于獲得更加有效的抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移和治療關(guān)節(jié)炎的新藥。共八十九頁(yè)以組合化學(xué)法，把同手性氨基酸衍生的胺鍵合到Tenta GelS樹脂上，并與非手性烯酮和芳香醛或，-不飽和醛發(fā)生環(huán)加成反應(yīng)合成了一些3-氨基-2-氮雜環(huán)丁酮-制備-酰胺基-內(nèi)酰胺，包括

25、(boku)許多重要的抗生素的前體。發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)有很高的cis選擇性，二種非對(duì)映體cis -內(nèi)酰胺比率為1:1到3:1。芴甲氧羰基(tn j)共八十九頁(yè)應(yīng)用多針同步合成系統(tǒng)二次共合成192種結(jié)構(gòu)不同的1，4-苯并二氮雜卓衍生物，并測(cè)定這些(zhxi)化合物對(duì)縮膽囊肽（CCK）A受體的結(jié)合作用。1999年報(bào)道：組合化學(xué)法固態(tài)合成(hchng)951個(gè)化合物，用顯色生物試驗(yàn)在10M測(cè)試對(duì)MC1R分型的活性。選擇其中二種重新合成、純化和鑒定，2對(duì)鼠的MC1R分型EC50為42.5M，為進(jìn)一步研究非肽雜環(huán)興奮劑提供新的方向。芴甲氧羰基共八十九頁(yè)新農(nóng)藥的合成和篩選1962年，美國(guó)女作家蕾切爾卡遜撰寫寂靜的

26、春天一書，提出農(nóng)藥殺害野生動(dòng)物、危害兒童健康、污染表土的問(wèn)題(wnt)，引起各國(guó)的關(guān)注。隨后，一批高毒、高殘留農(nóng)藥被禁用，并促使農(nóng)藥的研究和生產(chǎn)向提高原藥固有的活性及其使用效率和效果，降低農(nóng)藥用量，提高農(nóng)藥對(duì)人、畜和作物的安全性，改善與環(huán)境的相容性，減少對(duì)非靶標(biāo)生物和生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響的方向發(fā)展。 近十年來(lái)，組合化學(xué)法結(jié)合高通量篩選，大大加快農(nóng)藥研究開發(fā)的速度。艾格福公司每年可合成5萬(wàn)個(gè)新化合物；諾華公司目前的篩選能力是每年10萬(wàn)個(gè)新化合物；捷利康公司19951997年，化合物的篩選能力從每年1萬(wàn)個(gè)提高到10萬(wàn)個(gè)，1998年為12萬(wàn)個(gè)，2000年為20萬(wàn)個(gè)。共八十九頁(yè)利用分子反應(yīng)活性的互補(bǔ)性/

27、分子識(shí)別技術(shù)（CMR/R）平行合成具有除草活性的取代雜環(huán)酰胺化合物（3 有除草活性）。對(duì)A部分的雜環(huán)改造：改變環(huán)上的原子和取代基，得到56個(gè)化合物，但活性不如3大； 對(duì)B部分進(jìn)行(jnxng)改造：以不同的取代基取代苯環(huán)的不同部位，得到68個(gè)化合物，4的生物活性是3的4倍。34共八十九頁(yè)組合(zh)生物合成Combinatorial biosynthesis基本原理基因變異（混合、匹配(ppi)、交換、突變等）基因克隆多種變異的酶系多種非天然的天然物質(zhì)共八十九頁(yè)聚酮合酶催化(cu hu)合成紅霉素共八十九頁(yè)組合生物(shngw)催化Combinatorial biocatalysis基本原理變

28、異(biny)酶系或微生物酶系催化小分子化合物轉(zhuǎn)化多種人工的天然化合物共八十九頁(yè)巖白菜內(nèi)酯的生物催化(cu hu)組合庫(kù)共八十九頁(yè)組合化學(xué)進(jìn)展與發(fā)展方向載體材料和連接功能基的開發(fā)：纖維素（載體，降費(fèi)用）；目前(mqin)的功能基：氯甲基苯等，酰胺鍵、酯鍵、醚鍵。液相合成：實(shí)質(zhì)：藥物化學(xué)家?guī)资陙?lái)沿用的經(jīng)典有機(jī)合成；液相合成的關(guān)鍵是反應(yīng)產(chǎn)物的分離提純：液相合成僅局限于一步多組分或一鍋多步反應(yīng)，副產(chǎn)物多，分離復(fù)雜，很難用于混合物的合成。組合庫(kù)的結(jié)構(gòu)類型和擴(kuò)容多元分析計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及虛擬庫(kù)合成共八十九頁(yè)第三節(jié) 生命科學(xué)基礎(chǔ)基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)：根據(jù)小分子、大分子的結(jié)構(gòu)基于機(jī)理的藥物設(shè)計(jì)（mechani

29、sm-based drug design，MBDD）：根據(jù)疾病機(jī)理（發(fā)病(f bng)原因、信號(hào)傳導(dǎo)途徑）、體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝等設(shè)計(jì)藥物。作用(zuyng)靶點(diǎn)藥物設(shè)計(jì)信號(hào)傳導(dǎo)途徑機(jī)體作用過(guò)程共八十九頁(yè)細(xì)胞質(zhì)膜有著許多(xdu)重要的生物學(xué)功能，這些功能大多數(shù)是由膜蛋白來(lái)執(zhí)行膜蛋白的某些(mu xi)功能轉(zhuǎn)運(yùn)特殊的分子和離子進(jìn)出細(xì)胞催化與酶相關(guān)的代謝反應(yīng)起連接作用起信號(hào)接收和轉(zhuǎn)導(dǎo)作用共八十九頁(yè)乙酰膽堿（ACh）細(xì)胞(xbo)間信號(hào)傳導(dǎo)神經(jīng)(shnjng) 內(nèi)分泌神經(jīng)遞質(zhì) 激素膜受體 胞漿受體特定組織細(xì)胞核內(nèi)，激活DNA誘導(dǎo)產(chǎn)生蛋白酶發(fā)揮作用傳遞和放大信號(hào)等皮質(zhì)激素、性激素等血液循環(huán)內(nèi)源性活性物質(zhì)

30、細(xì)胞間信號(hào)傳導(dǎo)的第一信使生物活性多肽、內(nèi)源性調(diào)節(jié)因子、神經(jīng)遞質(zhì)、共八十九頁(yè)乙酰膽堿（ACh）細(xì)胞間信號(hào)(xnho)傳導(dǎo)神經(jīng)(shnjng) 內(nèi)分泌神經(jīng)遞質(zhì) 激素膜受體 胞漿受體特定組織細(xì)胞核內(nèi)，激活DNA誘導(dǎo)產(chǎn)生蛋白酶發(fā)揮作用傳遞和放大信號(hào)等皮質(zhì)激素、性激素等血液循環(huán)內(nèi)源性活性物質(zhì)細(xì)胞間信號(hào)傳導(dǎo)的第一信使生物活性多肽、內(nèi)源性調(diào)節(jié)因子、神經(jīng)遞質(zhì)、第二信使信號(hào)調(diào)空機(jī)制M受體共八十九頁(yè)第二信使信號(hào)(xnho)調(diào)空機(jī)制M受體乙酰膽堿（ACh）M膽堿能受體M1受體激動(dòng)劑治療(zhlio)老年癡呆水平降低認(rèn)知功能障礙膽堿酯酶抑制劑N膽堿受體激動(dòng)劑、腺苷受體拮抗劑、ACh水平上升共八十九頁(yè)第二信使信號(hào)(xn

31、ho)調(diào)空機(jī)制藥物(yow)作用靶點(diǎn)膽堿酯酶膽堿酯酶抑制劑M受體核酸、離子通道信號(hào)傳導(dǎo)：外部信號(hào)傳到內(nèi)部，引起細(xì)胞內(nèi)一系列反應(yīng)的過(guò)程。作用靶點(diǎn)藥物設(shè)計(jì)信號(hào)傳導(dǎo)途徑針對(duì)胞內(nèi)第二信使的藥物調(diào)控磷酸二酯酶抑制劑等cGMP磷酸二酯酶催化分解cAMPM受體激動(dòng)劑、拮抗劑鈣通道拮抗劑共八十九頁(yè)藥物作用(zuyng)的靶點(diǎn)-核酸反義藥物的間接作用方式反義核苷酸（Antisense oligonucleotides）Common building-blocks of nucleic acids胸腺嘧啶(m dn)鳥嘌呤胞嘧啶A腺嘌呤尿嘧啶GCTU共八十九頁(yè)能夠與DNA 或信使RNA發(fā)生特異性結(jié)合，分別阻斷核酸

32、的轉(zhuǎn)錄或翻譯功能，阻止與病理過(guò)程相關(guān)的核酸或蛋白質(zhì)的生物合成。這種可與DNA或信使RNA結(jié)合的互補(bǔ)(h b)鏈稱作反義寡核苷酸。mRNA反義核酸(h sun)抑制mRNA剪接藥物作用的靶點(diǎn)-核酸反義藥物的間接作用方式反義核苷酸（Antisense oligonucleotides）堿基配對(duì)是反義核酸作用的基礎(chǔ)共八十九頁(yè)基因治療主要用于由基因組的缺陷或在轉(zhuǎn)錄或翻譯(fny)過(guò)程中的失常而發(fā)生的疾病，如癌癥、病毒性疾病及遺傳性疾病。許多(xdu)抗癌藥是通過(guò)干擾癌細(xì)胞DNA或RNA代謝過(guò)程而發(fā)揮療效的。影響核酸代謝抗癌藥物、抗生素（喹諾酮類）mRNA反義核酸抑制mRNA剪接藥物作用的靶點(diǎn)-核酸反義

33、藥物的間接作用方式反義核苷酸（Antisense oligonucleotides）堿基配對(duì)是反義核酸作用的基礎(chǔ)共八十九頁(yè)反義寡核苷酸的分子(fnz)大小是設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)1225范圍，1520較佳，超過(guò)25 難以通過(guò)細(xì)胞膜藥物作用(zuyng)的靶點(diǎn)-核酸反義藥物的間接作用方式反義核苷酸（Antisense oligonucleotides）mRNA反義核酸抑制mRNA剪接堿基配對(duì)是反義核酸作用的基礎(chǔ)共八十九頁(yè)mRNA反義核酸(h sun)抑制(yzh)mRNA剪接堿基配對(duì)是反義核酸作用的基礎(chǔ)藥物作用的靶點(diǎn)-核酸反義藥物的間接作用方式反義核苷酸（Antisense oligonucleotid

34、es）反義核苷酸作為藥物的條件制備方法簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)具有一定的穩(wěn)定性具有較強(qiáng)的細(xì)胞通透性能在靶細(xì)胞內(nèi)保持一定的濃度能與靶細(xì)胞內(nèi)特定位點(diǎn)作用不與其他生物大分子反應(yīng)共八十九頁(yè)反義核苷酸的類似物：局部(jb)修飾（堿基雜環(huán)、硫代、甲基磷酸酯等）共八十九頁(yè)福米韋生 Fomivirsenlowercase, deoxyribose (DNA);s, phosphorothioate linkage反義核苷酸的類似物：局部(jb)修飾（堿基雜環(huán)、硫代、甲基磷酸酯等）共八十九頁(yè)P(yáng)eptide Nucleic Acids (PNA)反義核苷酸的類似物：骨架(gji)類似物（肽核酸等）肽核酸共八十九頁(yè)第四節(jié) 先導(dǎo)物

35、的優(yōu)化一、天然生物活性物質(zhì)作為先導(dǎo)物來(lái)源廣泛(gungfn)（植物、動(dòng)物、微生物、海洋生物、礦物）天然生物活性物質(zhì)的特點(diǎn)新穎的結(jié)構(gòu)(jigu)類型（分子多樣性）獨(dú)特的藥理活性資源有限及地域性差異有效成分含量很低大多數(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作用強(qiáng)度不同結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化共八十九頁(yè)青蒿素青蒿素Artemisinin黃花(hunghu)蒿Artemisia annula蒿甲醚Artemether生物(shngw)利用度較低復(fù)發(fā)率高第四節(jié) 先導(dǎo)物的優(yōu)化一、天然生物活性物質(zhì)作為先導(dǎo)物來(lái)源廣泛（植物、動(dòng)物、微生物、海洋生物、礦物）療效比青蒿素高5倍，且毒性比青蒿素低共八十九頁(yè)喜樹堿羥基(qingj)喜樹堿Hydroxycamp

36、tothecin喜樹Camptotheca acuminata拓?fù)?tu p)替康Topotecan水溶性較差，毒性大第四節(jié) 先導(dǎo)物的優(yōu)化一、天然生物活性物質(zhì)作為先導(dǎo)物來(lái)源廣泛（植物、動(dòng)物、微生物、海洋生物、礦物）共八十九頁(yè)紫杉醇紫杉醇Taxol紅豆杉Taxus紫杉(z shn)特爾Taxotere第四節(jié) 先導(dǎo)物的優(yōu)化一、天然生物活性物質(zhì)作為先導(dǎo)物來(lái)源廣泛（植物、動(dòng)物(dngw)、微生物、海洋生物、礦物）共八十九頁(yè)局麻藥(myo)可卡因Cocaine南美洲古柯( k)Erythroxylum coca Lam普魯卡因Procaine第四節(jié) 先導(dǎo)物的優(yōu)化一、天然生物活性物質(zhì)作為先導(dǎo)物來(lái)源廣泛（植

37、物、動(dòng)物、微生物、海洋生物、礦物）共八十九頁(yè)抗生素類天然(tinrn)抗生素微生物培養(yǎng)液半合成(hchng)抗生素第四節(jié) 先導(dǎo)物的優(yōu)化一、天然生物活性物質(zhì)作為先導(dǎo)物來(lái)源廣泛（植物、動(dòng)物、微生物、海洋生物、礦物）共八十九頁(yè)他汀類降脂藥美伐他汀Mevastatin洛伐他汀 Lovastatin辛伐他汀Simvastatin普伐他汀Pravastatin桔青霉菌(mjn)等Penicillium citrinum氟伐他汀Fluvastatin第四節(jié) 先導(dǎo)物的優(yōu)化一、天然生物活性物質(zhì)(wzh)作為先導(dǎo)物來(lái)源廣泛（植物、動(dòng)物、微生物、海洋生物、礦物）共八十九頁(yè)動(dòng)物毒素蛇毒(sh d)Bungarotox

38、in，N2受體拮抗劑肌松藥蛇毒Batroxobin，溶血栓酶抗栓藥魚毒Tetrodotoxin，鈉通道阻斷劑心血管藥物蜂毒Apamin，鈣通道阻斷劑和鉀通道開放劑心血管藥物第四節(jié) 先導(dǎo)物的優(yōu)化一、天然生物活性物質(zhì)作為先導(dǎo)物來(lái)源(liyun)廣泛（植物、動(dòng)物、微生物、海洋生物、礦物）共八十九頁(yè)二、不同生物(shngw)性質(zhì)的分離H1和H2拮抗作用的分離化合物R1R2R3XPA2（H1）PA2（H2）1HBrHS7.06.92HBrHCH28.76.53CH3OCH3HCH27.87.54CH3CH3HCH28.77.05CH3CH3BrCH29.55.9共八十九頁(yè)三、變副作用為治療藥物(yow)

39、基于臨床副作用觀察產(chǎn)生的先導(dǎo)物作用與作用的分離作用于2受體，使冠狀動(dòng)脈(gunzhung-dngmi)、骨骼肌及肝臟的小動(dòng)脈舒張作用于受體使皮膚、粘膜及腎臟等小動(dòng)脈收縮腎上腺素，強(qiáng)心劑作用于心臟1受體，使心縮力加強(qiáng)、心率加快、心輸出量增加共八十九頁(yè)P(yáng)romethazine異丙嗪（抗過(guò)敏， 如哮喘(xiochun)、蕁麻疹等）Chlorpromazine氯丙嗪（安定(ndng)）Thiazinamium噻丙胺（支氣管擴(kuò)張）異丙嗪的鎮(zhèn)靜作用共八十九頁(yè)抑制碳酸酐酶，增加(zngji)排泄磺胺(hun n)，抗菌藥氯噻嗪，強(qiáng)利尿藥乙酰唑胺碳酸酐酶抑制劑共八十九頁(yè)四、老藥新用對(duì)原有藥物追加適應(yīng)癥加蘭他敏

40、 重癥肌無(wú)力（早期） 老年癡呆（1995年）抗消化性潰瘍藥-雷尼替丁的臨床新用途 組胺H2受體拮抗劑 抑制基礎(chǔ)胃酸和刺激引起的胃酸分泌，促進(jìn)(cjn)潰瘍愈合，臨床用于治療消化性潰瘍（良性胃潰瘍、十二指腸潰瘍、返流性食管炎、手術(shù)后吻合口潰瘍等）。 雷尼替丁作為H2受體拮抗劑由過(guò)去治療消化性潰瘍這一傳統(tǒng)用途得以拓寬到許多非潰瘍疾病的治療，且可以收到良好的效果：心律失常、艾滋?。ˋIDS） 、治療呼吸系統(tǒng)疾?。ǔ扇撕粑狡染C合征（ARDS）、哮喘）共八十九頁(yè)酶反應(yīng)過(guò)程：酶抑制劑酶結(jié)構(gòu)底物、過(guò)渡態(tài)、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)ACEI、COX-2、GABA-T、MAO抑制劑等抗代謝物：酶抑制劑與受體作用(zuyng)過(guò)程：激動(dòng)劑或拮抗劑受體結(jié)構(gòu)配體