Khảo sát khám phá thuốc tìm chất dẫn đầu và tối ưu hóa tương tác với đích tác động

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU...................................................................................................................................1
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU.......................................................................................................2
2.1

Chọn bệnh:.......................................................................................................................................2

2.2

Chọn tác động thuốc:......................................................................................................................2

2.2.1

Tác động của thuốc:................................................................................................................2

2.2.2

Khám phá tác động của thuốc:.............................................................................................3

2.2.3

Nhắm vào mục tiêu đặt hiệu và tính chọn lọc giữa các loài:.............................................4

2.2.4

Nhắm tới tác động đặc hiệu và tính chọn lọc trong cơ thể:...............................................5

2.2.5 Nhắm đến tác động của thuốc đến các cơ quan và các mô cụ thể:.........................................6
2.2.6

Khó khăn..................................................................................................................................6

2.2.7 Thuốc đa tác động:.........................................................................................................................7
2.3

Xác định xét nghiệm sinh học:.......................................................................................................8

2.3.1

Lựa chọn xét nghiệm sinh học:.............................................................................................8

2.3.2

Thử nghiệm in vitro.................................................................................................................9

2.3.3

Thử nghiệm in vitro:............................................................................................................10

2.3.4

Giá trị thử nghiệm:...............................................................................................................11

2.3.5

Sàng lọc thông lượng cao :...................................................................................................12

2.3.6

Sàng lọc bằng cộng hưởng từ hạt nhân:.............................................................................13

2.3.7

Sàng lọc mối quan hệ:..........................................................................................................14

2.3.8

Cộng hưởng plasmon bề mặt...............................................................................................14

2.3.9

Nhấp nháy tiếp cận khảo nghiệm........................................................................................16

2.3.10

nhiệt lượng chuẩn độ đẳng nhiệt........................................................................................16

2.3.11 Sàng lọc ảo:................................................................................................................................17
2.4 Tìm một hợp chất của chất dẫn đầu................................................................................................17
2.4.1 Sàng lọc các sản phẩm tự nhiên.................................................................................................17
2.4.2

Văn hóa y tế dân gian...........................................................................................................22

2.4.3

Sàng lọc các hợp chất tổng hợp:.........................................................................................23

2.4.4

Thuốc hiện có:.......................................................................................................................24

2.4.5

Bắt đầu từ phối tử tự nhiên hoặc tác nhân điều biến:......................................................27

2.4.6

Tổng hợp tổ hợp và song song:............................................................................................28

2.4.7

Hỗ trợ thiết kế điện toán hợp chất dẫn đầu :....................................................................29

2.4.8

Phát hiện bất ngờ và tâm lý chuẩn bị:................................................................................29

2.4.9

Tìm kiếm bằng máy tính của cơ sở dữ liệu cấu trúc:.......................................................30

1


2.4.10

Khám phá đoạn base:...........................................................................................................30

2.4.11

Tính chất của hợp chất dẫn đầu:........................................................................................33

2.5

Cách ly và tinh chế:......................................................................................................................34

2.6

Làm rõ cấu trúc :..........................................................................................................................34

2.7

Thảo dược:.....................................................................................................................................35

Chương 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................................................37
Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.......................................................................................................40
4.1 Mối quan hệ hoạt động cơ cấu..........................................................................................................40
4.1.1 Vai trò liên kết của rượu và phenol............................................................................................41
4.1.2 .Vai trò liên kết của vòng thơm..................................................................................................43
4.1.3 vai trò ràng buộc của Alken........................................................................................................44
4.1.4 Vai trò ràng buộc của xeton và aldehyt.....................................................................................45
4.1.5 Vai trò ràng buộc của các amin..................................................................................................46
4.1.6 vai trò liên kết của amit...............................................................................................................49
4.1.7 Vai trò liên kết các muối amoni bậc bốn...................................................................................51
4.1.8 vai trò liên kết của axit cacboxylic.............................................................................................52
4.1.9 Vai trò liên kết của este................................................................................................................53
4.1.10 vai trò gắn kết của alkyl halogenua và aryl halogenua.........................................................54
4.1.11 Vai trò liên kết của thiol và ete.................................................................................................55
4.1.12 Vai trò liên kết của các nhóm chức năng khác.......................................................................55
4.1.13 Vai trò liên kết của nhóm alkyl và bộ khung carbon.............................................................55

4.1.14 Vai trò liên kết của dị vòng.......................................................................................................56
4.1.15 Isosteres.......................................................................................................................................59
4.1.16 Thủ tục kiểm tra.........................................................................................................................61
4.1.17 SAR trong tối ưu hóa thuốc......................................................................................................61
4.2 Xác định dược điển.............................................................................................................................62
4.3 Chiến lược tối ưu hóa dược trong thiết kế thuốc............................................................................63
4.3.1 Biến thể của nhóm thế.................................................................................................................64
4.3.1.1 Alkyl nhóm thế..........................................................................................................................64
4.3.2 Mở rộng của cấu trúc..................................................................................................................68
4.3.3 Mở rộng hợp đồng chuỗi.............................................................................................................69
4.3.4 Sự mở rộng vòng/ sự so vòng......................................................................................................69
4.3.5 Biến thể vòng................................................................................................................................70
4.3.6 Hợp nhất vòng..............................................................................................................................72
4.3.7 Isosteres và bioisosteres...............................................................................................................72

2


4.3.8 Đơn giản hóa cấu trúc:................................................................................................................75
4.3.9 Sự cứng của cấu trúc:..................................................................................................................77
4.3.10 Thuốc chẹn kết hợp:..................................................................................................................80
4.3.11 Thiết kế thuốc dựa trên cấu trúc và mô hình phân tử:.........................................................81
4.3.12 thiết kế thuốc bằng NMR quang phổ:.....................................................................................82
4.3.13 Các yếu tố của may mắn và cảm hứng:...................................................................................82
4.3.14 Thiết kế các loại thuốc tương tác với nhiều hơn một tác động:...........................................83
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ...................................................................................................86

3

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
NOS : nitric oxide synthase
ACE ; angiotensin-converting enzyme
IC 50 : concentration of drug required to inhibit a target by 50%
CHO : cells Chinese hamster ovarian cells
HIV : human immunodefi ciency virus
HTS : high-throughput screening
NMR : nuclear magnetic resonance
PR : surface plasmon resonance
SPA : scintillation proximity assay
ITC isothermal titration calorimetry
CCK : cholecystokinin
5-HT 5 -hydroxytryptamine (serotonin)
GABA : γ-aminobutyric acid
CNS : central nervous system
SAR : s tructure–activity relationships
CLogP : calculated logarithm of the partition coefficient
COX: cyclooxygenase
QSAR : quantitative structure–activity relationshis
MTDD : multi-target drug discover

4


CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Hiện nay, bệnh nhân đang phải chi trả một số tiền rất lớn cho các đơn thuốc điều trị
bệnh, đây là gánh nặng lớn đối với bệnh nhân và gia đình. Bài viết này trình bày
quá trình nguyên cứu phát triển của thuốc mới nói chung và chất dẫn đầu nói riêng,
thông qua đó tối ưu hóa tương tác thuốc hạn chế tối thiểu tác dụng phụ của thuốc.
Quá trình nghiên cứu là môt quá trình lâu dài, phức tạp. Trung bình để ra đời một

thuốc mới tiêu tốn 1 tỷ đô la Mỹ, kéo dài từ 10 đến 15 năm bao gồm nhiều giai
đoạn khác nhau. Mỗi quốc gia sử dụng một bộ tiêu chuẩn riêng trong việc quản lý,
lưu hành thuốc. Hiện nay, các thuốc đặc trị được lưu hành trên thị trường Việt Nam,
đặc biệt các thuốc điều trị ung thư phần lớn được nhập khẩu từ nước ngoài, trong
đó phổ biến từ Mỹ. Trong quá trình nguyên cứu thuốc mới, sự an toàn của bệnh
nhân được quan tâm hàng đầu. Vậy việc tìm chất dẫn đầu và tối ưu hóa tương tác
với đích tác động như thế nào? Đây là vấn đề thực tiễn được đặt ra
Cuốn tiểu luận này được biên soạn để hiểu rõ hơn tìm chất dẫn đầu và tối ưu hóa
tương tác với đích tác động gồm hai phần chính: phần 1 Nguyên cứu chế tạo thuốc:
Tìm chất dẫn đầu, phần 2 thiết kế thuốc : tối ưu hóa tương tác với đích tác động.


CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Chọn bệnh:
Làm thế nào để một công ty dược phẩm quyết định bệnh để nhắm mục tiêu khi thiết kế
một loại thuốc mới. Rõ ràng nó sẽ làm cho tinh thần để tập trung vào các bệnh, nơi có một
nhu cầu về loại thuốc mới. Tuy nhiên, các công ty dược phẩm phải xem xét các yếu tố
kinh tế cũng như y tế. Một khoản đầu tư khổng lồ này phải được thực hiện trong nghiên
cứu và phát triển một loại thuốc mới. Do đó, công ty phải đảm bảo rằng họ nhận được
một lợi nhuận tài chính tốt cho đầu tư. Kết quả là dự án nghiên cứu có xu hướng tập
trung vào các bệnh quan trọng ở các nước phát triển vì đây là thị trường tốt nhất có thể đủ
khả năng loại thuốc mới. Một số lượng lớn các nghiên cứu được thực hiện trên các bệnh
như đau nửa đầu, trầm cảm loét, ung thư, cúm béo phì và bệnh tim mạch. Ít được thực
hiện trên các bệnh nhiệt đới của thế giới đang phát triển. Chỉ khi nào bệnh đó bắt đầu để
thực hiện một tác động đối với xã hội phương Tây làm các công ty dược ngồi dậy và chú
ý. Ví dụ đã có một sự gia tăng đáng kể trong nghiên cứu sốt rét do hậu quả của sự gia
tăng du lịch đến nhiều quốc gia kỳ lạ và sự lây lan của bệnh sốt rét vào các bang phía nam
của Hoa Kỳ. Hơn nữa công ty dược phẩm đang tham gia nhiều hơn trong quan hệ đối tác
với các chính phủ và các tổ chức từ thiện như tổ chức như Wellcome Trust, quỹ Bill và
Melinda Gates Foundation và thuốc điều trị Sốt rét để nghiên cứu các bệnh như sốt rét và

sốt xuất huyết, bệnh lao.
Việc chọn bệnh để giải quyết thường là một vấn đề cho một nhà chiến lược thị trường của
công ty. Các khoa học trở nên quan trọng ở giai đoạn tiếp theo.
2.2 Chọn tác động thuốc:
2.2.1 Tác động của thuốc:
Khi một khu vực điều trị đã được xác định giai đoạn tiếp theo là xác định một mục tiêu
thuốc thích hợp (ví dụ thụ enzym hoặc axit nucleic). Một sự hiểu biết trong đó
biomacromolecules đang tham gia vào một trạng thái bệnh đặc biệt rõ ràng là quan trọng .
Điều này cho phép nhóm nghiên cứu dược liệu để xác định xem cơ chủ vận hoặc đối
kháng nên được thiết kế cho một thụ đặc biệt hay các chất ức chế nên được thiết kế cho
một loại enzyme đặc biệt. Ví dụ thuốc chủ vận của thụ thể serotonin rất hữu ích cho việc
điều trị đau nửa đầu khi đối kháng thụ thể dopamin có ích như thuốc chống trầm cảm. Đôi
khi nó không được biết đến với một số liệu một mục tiêu cụ thể sẽ phù hợp hay không. Ví
dụ thuốc chống trầm cảm ba vòng như desipramine (Hình 2.1) được biết là ức chế sự hấp
thu của noradrenaline dẫn truyền thần kinh từ synapse thần kinh bằng cách ức chế các


protein vận chuyển đối với noradrenaline .Tuy nhiên các loại thuốc này cũng ức chế sự
hấp thu của một chất dẫn truyền thần kinh serotonin gọi riêng biệt và khả năng phát sinh
mà ức chế sự hấp thu serotonin cũng có thể có lợi. Một tìm kiếm cho các chất ức chế hấp
thu serotonin có chọn lọc được khởi xướng dẫn đến việc khám phá ra bán tốt nhất
fluoxetine thuốc chống trầm cảm (Prozac) (Hình. 12.1) nhưng khi dự án này được khởi
xướng nó không được biết đến với một số liệu chất ức chế serotonin hấp thu sẽ có hiệu
quả hay không .

2.2.2 Khám phá tác động của thuốc:
Nếu một loại thuốc hoặc một chất độc tạo ra một hiệu ứng sinh học có phải là một mục
tiêu phân tử cho rằng đại lý trong cơ thể. Trong quá khứ, khám phá các mục tiêu thuốc
phụ thuộc vào việc tìm kiếm thuốc đầu tiên. Nhiều loại thuốc đầu như morphine giảm đau
là những sản phẩm tự nhiên có nguồn gốc từ thực vật và chỉ xảy ra tương tác với một mục

tiêu phân tử trong cơ thể con người. Vì đây liên quan đến việc trùng hợp ngẫu nhiên hơn
thiết kế, việc phát hiện các tác động của thuốc đã được rất nhiều vụ đánh và bỏ lỡ. Sau
đó, sứ giả hóa học bắt đầu được phát hiện và chỉ ngón tay vào các tác động xa hơn. Ví dụ
từ những năm 1970 một loạt các peptide và protein đã được phát hiện mà hành động như
bodys sở hữu thuốc giảm đau (enkephalins và endorphins). Một ví dụ khác là việc phát
hiện ra khá ngạc nhiên khi hành vi oxit nitric là một sứ giả hóa học

. Mặc dù vậy tương

đối ít trong những sứ giả của cơ đã được xác định hoặc vì họ đã có mặt ở số lượng nhỏ
như vậy hoặc vì họ quá ngắn ngủi để được cô lập.Trên thực tế nhiều sứ giả hóa học vẫn
còn chưa được khám phá ngày hôm nay. Điều này sẽ có nghĩa là rất nhiều các thuốc tiêu


tiềm năng của cơ vẫn còn tiềm ẩn. Hoặc ít nhất nó đã làm Các tiến bộ trong hệ gen và
nghiên cứu protein trong quy mô lớn đã thay đổi tất cả những gì. Các dự án bộ gen khác
nhau đã lập bản đồ ADN của con người và các dạng sống khác cùng với các lĩnh vực mới
hơn của proteomics (phần 2.6) được tiết lộ một số lượng ngày càng tăng của các protein
mới là thuốc tiêu tiềm năng cho tương lai. Những mục tiêu đã quản lý để ở lại ẩn rất lâu
đến nỗi sứ giả hóa học tự nhiên của họ cũng chưa được biết và lần đầu tiên hóa dược đang
phải đối mặt với những mục tiêu mới nhưng không có hợp chất chì để tương tác với
họ. mục tiêu đó đã được định nghĩa là thụ mồ côi. Thách thức hiện nay là tìm một loại hóa
chất đó sẽ tương tác với nhau của các mục tiêu này để tìm hiểu những gì chức năng của
chúng là gì và liệu họ sẽ phù hợp như thuốc tiêu. Đây là một trong những động lực chính
đằng sau sự phát triển của tổng hợp tổ hợp và song song.
2.2.3 Nhắm vào mục tiêu đặt hiệu và tính chọn lọc giữa các loài:
Tác động đặc hiệu và tính chọn lọc là một yếu tố quan trọng trong việc nghiên cứu hóa
dược hiện đại. Các chọn lọc hơn một loại thuốc là dành cho mục tiêu của mình cơ hội ít
có là nó sẽ tương tác với các mục tiêu khác nhau và có tác dụng phụ không mong muốn.
Trong lĩnh vực tác nhân kháng khuẩn các mục tiêu tốt nhất để lựa chọn là những người

được duy nhất cho các loại vi khuẩn và không có mặt ở người. Ví dụ penicillin nhắm một
loại enzyme tham gia vào tổng hợp vách tế bào vô khuẩn. Tế bào động vật có vú không có
vách tế bào nên enzyme này vắng mặt trong các tế bào của con người và penicilin có ít tác
dụng phụ . Trong một tĩnh mạch tương tự sulphonamide ức chế một enzyme vi khuẩn
không có mặt trong các tế bào của con người và một số đại lý dùng để điều trị AIDS ức
chế một loại enzyme gọi là virus sao chép ngược mà là duy nhất cho các tác nhân lây
nhiễm HIV
Tính năng di động khác mà là duy nhất cho vi sinh vật cũng có thể được nhắm mục
tiêu. Ví dụ như các vi sinh vật gây bệnh ngủ ở châu Phi được đẩy bằng phương tiện của
một cấu trúc đuôi giống như gọi một roi. Tính năng này không có mặt trong các tế bào
động vật có vú để thiết kế các loại thuốc liên kết với protein chiếm roi và ngăn chặn nó từ
làm việc có thể là khả năng hữu ích trong điều trị bệnh đó.
Có nói tất cả những gì nó vẫn còn có thể thiết kế các loại thuốc chống lại các mục tiêu
trong đó có mặt cả ở người và vi khuẩn miễn là thuốc chọn lọc hiển thị so với mục tiêu vi
sinh vật. May mắn thay này là hoàn toàn khả thi. Một enzyme xúc tác phản ứng trong một
tế bào vi khuẩn khác nhau đáng kể so với enzyme tương đương trong một tế bào của con
người. Các enzym này có thể có nguồn gốc từ một tổ tiên chung cổ đại, nhưng vài triệu


năm tiến hóa đã dẫn đến sự khác biệt về cấu trúc đáng kể. Ví dụ, tác nhân kháng nấm
fluconazole (hình 2.2) ức chế men demethylase nấm liên quan đến sinh tổng hợp steroid.
Enzyme này cũng có mặt ở người, nhưng sự khác biệt về cấu trúc giữa hai loại enzyme
này là đủ quan trọng để chất chống nấm có khả năng chọn lọc cao đối với enzyme nấm.

2.2.4 Nhắm tới tác động đặc hiệu và tính chọn lọc trong cơ thể:
Chọn lọc cũng rất quan trọng đối với thuốc tác động lên tác động trong cơ thể. Các chất
ức chế enzyme chỉ nên ức chế enzyme mục tiêu và không phải một số enzyme khác. Đối
kháng/chống đối kháng thụ lý tưởng nên tương tác với một loại cụ thể của thụ thể (ví dụ
như các thụ thể adrenergic) chứ không phải là một loạt các thụ thể khác nhau. Tuy nhiên
hiện nay các nhà hóa học dược liệu nhằm mục đích cho các tiêu chuẩn cao hơn về mục

tiêu chọn lọc. Lý tưởng nhất là enzyme ức chế nên hiển thị chọn lọc giữa các isozyme
khác nhau của một loại enzyme (isozyme là các biến thể cấu trúc của một loại enzyme mà
là kết quả của chuỗi axit amin khác nhau hoặc structuresection bậc bốn 3.7). Các chất ức
chế chọn lọc đối với một trong những đồng dạng (nNOS) đều có thể có ích trong điều trị
bại não và các bệnh thoái hóa thần kinh khác.
Receptor chống đối kháng và đối kháng nên không chỉ hiển thị chọn lọc cho một thụ đặc
biệt (ví dụ như một adrenergic) hoặc thậm chí một loại thụ thể (ví dụ như các thụ thể βadrenergic) mà còn cho một kiểu phụ thụ đặc biệt (ví dụ như β 2 thụ thể -adrenergicMột
trong những lĩnh vực nghiên cứu hiện tại là tìm thuốc chống rối loạn thần kinh với ít tác
dụng phụ hơn. Các thuốc chống loạn thần truyền thống hoạt động như chất đối kháng của
các thụ thể dopamine. Tuy nhiên, nó đã được tìm thấy rằng có năm loại phụ thụ thể
dopamine và các thuốc chống loạn thần truyền thống đối kháng hai trong số này (D 3 và


D 2). Có bằng chứng rõ ràng rằng thụ thể D 2 chịu trách nhiệm về các tác dụng phụ không
mong muốn của Parkinsoniantype đối với các loại thuốc hiện tại và do đó nghiên cứu hiện
đang được tiến hành để tìm ra một chất đối kháng D 3 có chọn lọc
2.2.5 Nhắm đến tác động của thuốc đến các cơ quan và các mô cụ thể:
Nhắm mục tiêu các loại thuốc chống phân nhóm thụ thể đặc hiệu thường cho phép thuốc
được nhắm mục tiêu đến các cơ quan cụ thể hoặc các khu vực cụ thể của não. Điều này là
do kiểu phụ receptor khác nhau được phân bố không đều trên toàn cơ thể nhưng thường
tập trung ở các mô đặc biệt. Ví dụ các thụ thể β-adrenergic ở trung tâm được chủ yếu là
beta 1 trong khi những người trong phổi đang beta 2. Điều này làm cho nó khả thi để thiết
kế các loại thuốc sẽ làm việc trên phổi với một tác dụng phụ tối thiểu về trung tâm và
ngược lại.
Đạt được kiểu phụ chọn lọc là đặc biệt quan trọng đối với các loại thuốc được dùng để bắt
chước dẫn truyền thần kinh. Dẫn truyền thần kinh được giải phóng gần thụ mục tiêu của
họ và một khi họ đã truyền lại thông điệp của họ, họ đang nhanh chóng ngừng hoạt động
và không có cơ hội để chuyển lên các thụ xa hơn. Vì vậy chỉ có những thụ thể được nuôi
dưỡng bởi các dây thần kinh sống được bật. Trong nhiều bệnh, có một "lỗi truyền" tới một
mô cụ thể hoặc trong một vùng cụ thể của não. Ví dụ, trong bệnh Parkinson, truyền

dopamine là thiếu ở một số vùng của não, mặc dù nó hoạt động bình thường ở những nơi
khác. Một loại thuốc có thể được dùng để bắt chước dopamine trong não. Tuy nhiên, một
loại thuốc như vậy hoạt động như một loại hormon chứ không phải là chất dẫn truyền
thần kinh vì nó phải di chuyển quanh cơ thể để đạt được mục tiêu của nó. Điều này có
nghĩa là thuốc có thể có khả năng 'chuyển đổi' tất cả các thụ thể dopamin xung quanh cơ
thể và không chỉ những người bị thiếu hụt dopamine. Các loại thuốc như vậy sẽ có một số
lượng lớn các tác dụng phụ, vì vậy điều quan trọng là làm cho thuốc càng chọn lọc càng
tốt đối với loại đặc biệt hoặc phân nhóm thụ thể dopamine bị ảnh hưởng trong não. Th sẽ
nhắm mục tiêu thuốc hiệu quả hơn vào vùng bị ảnh hưởng và giảm tác dụng phụ ở những
nơi khác trong cơ thể.

2.2.6 Khó khăn
Một lời cảnh cáo! Có thể xác định xem một loại enzyme hoặc thụ thể cụ thể có vai trò
trong một bệnh cụ thể hay không. Tuy nhiên, cơ thể là một hệ thống rất phức tạp. Đối với
bất kỳ chức năng nhất định nào, thường có một số sứ giả, thụ thể và enzyme tham gia vào
quá trình này. Ví dụ, không có một nguyên nhân đơn giản cho tăng huyết áp (huyết áp


cao). Điều này được minh họa bởi sự đa dạng của các thụ thể và enzyme có thể được
nhắm mục tiêu trong điều trị của nó. Chúng bao gồm β 1 -adrenoceptors, các kênh ion
canxi, men chuyển đổi angiotensin (ACE), các kênh ion kali và các thụ thể angiotensin II.
Kết quả là, nhiều hơn một mục tiêu có thể cần phải được giải quyết cho một bệnh cụ thể
(Hộp 12.2). Ví dụ, hầu hết các liệu pháp điều trị hen suyễn hiện nay liên quan đến sự kết
hợp của thuốc giãn phế quản (β 2- chủ vận) và tác nhân chống viêm, chẳng hạn như
corticosteroid. Thỉnh thoảng, các loại thuốc được thiết kế chống lại một mục tiêu cụ thể
trở nên kém hiệu quả hơn theo thời gian. Bởi vì các tế bào có hệ thống tín hiệu rất phức
tạp, có thể sự phong tỏa của một phần của hệ thống đó có thể bị bỏ qua. Điều này có thể
được so sánh với việc chặn đường chính vào thị trấn để thử và ngăn ngừa tắc nghẽn ở
trung tâm thị trấn. Để bắt đầu, chính sách hoạt động, nhưng, trong một hoặc hai ngày,
hành khách khám phá các tuyến đường thay thế, và tắc nghẽn ở trung tâm trở nên tồi tệ

hơn bao giờ hết (Hình 12.3).

2.2.7 Thuốc đa tác động:
Trong một số bệnh và phiền não nhất định, có thể có lợi thế trong việc ‘đánh’ một số mục
tiêu khác nhau một cách có chọn lọc, vì điều này có thể có lợi hơn là chỉ đánh một. Liệu
pháp kết hợp thường được sử dụng để đạt được điều này bằng cách dùng hai hoặc nhiều
loại thuốc cho thấy chọn lọc so với các mục tiêu khác nhau.Những bất lợi của phương
pháp điều trị kết hợp là số loại thuốc khác nhau và các phác đồ liều liên quan. Do đó có
những lợi ích trong việc thiết kế một loại thuốc duy nhất có thể hành động một cách chọn
lọc vào các mục tiêu khác nhau trong một kiểm soát mannera đa tác động hướng
ligand. Nhiều dự án nghiên cứu tại đặt ra để khám phá thuốc mới với một hồ sơ xác định
hoạt động chống lại một loạt các mục tiêu cụ thể. Ví dụ một nhóm nghiên cứu có thể đặt


ra để tìm một loại thuốc có hoạt tính chủ vận đối với kiểu phụ một thụ thể và hoạt động
đối kháng tại khác. Một ví dụ ít chọn lọc là olanzapine (Hình. 12,4). thuốc này liên kết
với hơn một chục thụ thể serotonin cho dopamine muscarine noradrenaline và
histamine. Đây là loại hồ sơ cá nhân bình thường sẽ không thể chấp nhận nhưng
olanzapine đã có hiệu quả cao trong điều trị tâm thần phân liệt có lẽ vì nó ngăn chặn cả
serotonin và dopamine thụ. Thuốc mà tương tác với một phạm vi rộng lớn các mục tiêu
được gọi là ligand nhăng hay ma túy bẩn. Những thuốc này có thể hoạt động các hợp chất
như chì cho sự phát triển của chọn lọc hơn các phối tử đa mục tiêu.

2.3 Xác định xét nghiệm sinh học:
2.3.1 Lựa chọn xét nghiệm sinh học:
Lựa chọn xét nghiệm sinh học hoặc kiểm tra hệ thống phù hợp là rất quan trọng cho sự
thành công của một chương trình nghiên cứu thuốc. Xét nghiệm này nên được đơn giản
nhanh chóng và phù hợp nhất thường có một số lượng lớn các hợp chất được phân
tích. thử nghiệm của con người là không thể thực hiện ở giai đoạn sớm như vậy nên kiểm
tra phải được thực hiện trong ống nghiệm (tức là trên các tế bào cô lập mô men hoặc các

thụ thể) hoặc in vivo (trên động vật). Nói chung trong ống nghiệm kiểm tra được ưa thích
hơn trong các thử nghiệm in vivo, vì họ là rẻ hơn dễ dàng hơn để thực hiện ít gây tranh cãi
và họ có thể được tự động. Tuy nhiên trong cơ thể kiểm tra thường cần thiết để kiểm tra
xem thuốc có hoạt tính dược lý mong muốn và cũng để theo dõi đặc tính dược động học
của họ. Trong hóa dược hiện đại một loạt các thử nghiệm thường được thực hiện cả in
vitro và in vivo để xác định không chỉ cho dù các loại thuốc ứng cử viên đang làm theo
mục tiêu mong muốn mà còn cho dù họ có hoạt động vào các mục tiêu không mong muốn


khác. Sự chỉ đạo thực hiện các dự án sau đó được xác định bằng cách tìm các loại thuốc
có cân bằng tốt nhất hoạt động tốt tại các mục tiêu mong muốn và hoạt động tối thiểu vào
các mục tiêu khác. Bằng cách này có ít khả năng xảy ra hàng triệu đô la bị lãng phí đang
phát triển một loại thuốc mà một trong hai sẽ thất bại thử nghiệm lâm sàng hoặc bị thu hồi
khỏi thị trường với tất cả các vụ kiện tụng liên quan mà có thể involveda thất bại nhanh
chóng thất bại chiến lược giá rẻ. Sự chỉ đạo thực hiện các dự án sau đó được xác định
bằng cách tìm các loại thuốc có cân bằng tốt nhất hoạt động tốt tại các mục tiêu mong
muốn và hoạt động tối thiểu vào các mục tiêu khác. Bằng cách này có ít khả năng xảy ra
hàng triệu đô la bị lãng phí đang phát triển một loại thuốc mà một trong hai sẽ thất bại thử
nghiệm lâm sàng hoặc bị thu hồi khỏi thị trường với tất cả các vụ kiện tụng liên quan mà
có thể involveda thất bại nhanh chóng thất bại chiến lược giá rẻ. Sự chỉ đạo thực hiện các
dự án sau đó được xác định bằng cách tìm các loại thuốc có cân bằng tốt nhất hoạt động
tốt tại các mục tiêu mong muốn và hoạt động tối thiểu vào các mục tiêu khác. Bằng cách
này có ít khả năng xảy ra hàng triệu đô la bị lãng phí đang phát triển một loại thuốc mà
một trong hai sẽ thất bại thử nghiệm lâm sàng hoặc bị thu hồi khỏi thị trường với tất cả
các vụ kiện tụng liên quan mà có thể thất bại nhanh chóng thất bại chiến lược giá rẻ.
2.3.2 Thử nghiệm in vitro
Trong các thử nghiệm in vitro không liên quan đến động vật sống. các tế bào mô. Thay
vào đó cụ thể hoặc các enzym được sử dụng. Các chất ức chế enzyme có thể được thử
nghiệm trên các enzyme tinh khiết trong dung dịch. Trong quá khứ nó có thể là một vấn
đề lớn để cô lập và tinh chế đủ enzym để kiểm tra nhưng kỹ thuật ngày nay di truyền có

thể được sử dụng để kết hợp các gen cho một enzyme đặc biệt vào các tế bào phát triển
nhanh như nấm men hay vi khuẩn.Những sau đó tạo ra các enzyme với số lượng lớn làm
cho cô lập dễ dàng hơn.
Receptor đối kháng và chống đói kháng có thể được thử nghiệm trên các mô bị cô lập
hoặc tế bào có thể thụ mục tiêu trên bề mặt của chúng. Đôi khi, những mô có thể được sử
dụng để kiểm tra thuốc cho các hiệu ứng sinh lý. Ví dụ hoạt động giãn phế quản có thể
được kiểm tra bằng cách quan sát như thế nào cũng hợp chất ức chế sự co của cơ trơn bị
cô lập khí quản. Nhiều trong các thử nghiệm in vitro đã được thiết kế bởi kỹ thuật di
truyền mà gen mã hóa cho một thụ thể cụ thể được xác định nhân bản và bày tỏ trong các
tế bào nhanh chóng phân chia như men hoặc khối u tế bào vi khuẩn. Ví dụ tế bào Trung
Quốc Hamster thư buồng trứng (tế bào CHO) thường được sử dụng cho mục đích này khi
họ thể hiện một số lượng lớn các thụ thể nhân bản trên bề mặt tế bào của họ. Trong các


nghiên cứu in vitro trên toàn bộ các tế bào này rất hữu ích vì có không ai trong số các biến
chứng của nghiên cứu invivo nơi thuốc có để tồn tại enzyme trao đổi chất hay các vật
chắn chéo như thành ruột. Môi trường xung quanh các tế bào có thể dễ dàng kiểm soát và
cả các sự kiện trong tế bào và gian bào có thể được theo dõi cho phép đo lường hiệu quả
và hiệu lực (phần 8.9). nuôi cấy tế bào sơ cấp (tức là các tế bào chưa được sửa đổi) có thể
được sản xuất từ các mô phôi dòng tế bào biến có nguồn gốc từ mô khối u. Các tế bào
phát triển trong thời trang này đều giống hệt nhau.
Thuốc kháng khuẩn được thử nghiệm in vitro bằng cách đo như thế nào có hiệu quả họ ức
chế hoặc tiêu diệt tế bào vi khuẩn trong nền văn hóa. Nó có vẻ lạ để mô tả đây là một thử
nghiệm in vitro như tế bào vi khuẩn được các vi sinh vật sống. Tuy nhiên trong cơ thể xét
nghiệm kháng khuẩn được định nghĩa là những người được thực hiện trên động vật hoặc
con người để kiểm tra xem các tác nhân kháng khuẩn nhiễm trùng chiến đấu. In vitro
kiểm tra cũng được sử dụng để kiểm tra các tính chất dược động học của các hợp chất. Ví
dụ Caco-2 mô hình hấp thụ tế bào đơn lớp được sử dụng để đánh giá như thế nào một loại
thuốc có khả năng được hấp thu qua đường tiêu hóa. Microsomes và tế bào gan chiết xuất
từ tế bào gan chứa các enzym cytochrome P450 và có thể được sử dụng để đánh giá sự

trao đổi chất có thể có của các ứng cử viên thuốc cũng như xác định các tương tác thuốc
càng tốt. Một xét nghiệm in vitro sử dụng màng nhân tạo đã được phát triển như một biện
pháp đơn giản và nhanh chóng như thế nào có hiệu quả thuốc sẽ vượt qua rào cản máu
não.
2.3.3 Thử nghiệm in vitro:
Trong các thử nghiệm in vivo trên động vật thường liên quan đến gây ra một tình trạng
lâm sàng ở các động vật để sản xuất các triệu chứng quan sát được. sau đó con vật được
xử lý để xem liệu thuốc làm giảm bớt các vấn đề bằng cách loại bỏ các triệu chứng quan
sát được. Ví dụ sự phát triển của thuốc kháng viêm không steroid được thực hiện bằng
cách gieo rắc tình trạng viêm trên động vật thử nghiệm sau đó thử nghiệm các loại thuốc
để xem liệu họ thuyên giảm viêm.
Động vật biến đổi gen thường được sử dụng trong in vivo thử nghiệm. Đây là những động
vật có mã di truyền đã bị thay đổi.Ví dụ chúng ta có thể thay thế một số gen chuột với gen
của con người. Th e chuột tạo ra các thụ thể của con người hoặc enzyme và điều này cho
phép trong thử nghiệm in vivo chống lại mục tiêu đó. Ngoài ra các gen chuột có thể được
thay đổi như vậy mà các động vật trở nên nhạy cảm với một căn bệnh cụ thể (ví dụ như
ung thư vú). Thuốc có thể được thử nghiệm để xem như thế nào họ ngăn ngừa bệnh đó.


Có một số vấn đề liên quan đến in vivo thử nghiệm. Nó là chậm và đắt tiền và nó cũng
gây đau khổ vật. Có rất nhiều vấn đề về dược động học (Chương 11) và như vậy kết quả
thu được có thể gây hiểu lầm và rất khó để hợp lý hóa nếu in vivo kiểm tra được thực hiện
trong sự cô lập. Ví dụ như thế nào người ta có thể biết được một kết quả tiêu cực là do
thuốc không liên kết với mục tiêu của nó hay không đạt mục tiêu ở nơi đầu tiên Như vậy
trong các thử nghiệm in vitro thường được thực hiện đầu tiên để xác định xem một loại
thuốc tương tác với mục tiêu của mình và trong vivo xét nghiệm sau đó được thực hiện để
kiểm tra tính chất dược động học.
Một số trong các thử nghiệm in vivo có thể bật ra được hợp lệ. Có thể là các triệu chứng
quan sát có thể được gây ra bởi một cơ chế sinh lý khác với dự định. Ví dụ nhiều loại
thuốc chống loét đầy hứa hẹn mà tỏ ra hiệu quả trong việc thử nghiệm động vật là không

hiệu quả trong các thử nghiệm lâm sàng. Cuối cùng kết quả khác nhau có thể thu được ở
các loài động vật khác nhau. Ví dụ các tiền chất Penicillin metyl este (Hộp 19,7) được
thủy phân ở chuột hoặc chuột để sản xuất penicillin hoạt động nhưng không được thủy
phân ở chó thỏ hoặc con người. Một ví dụ khác liên quan đến thalidomide đó là quái thai
ở thỏ và con người nhưng không có tác dụng như vậy ở chuột.
Mặc dù những vấn đề này trong thử nghiệm in vivo vẫn còn rất quan trọng trong việc xác
định những vấn đề cụ thể mà có thể liên quan với việc sử dụng một loại thuốc in vivo và
không thể chọn bằng xét nghiệm in vitro.
2.3.4 Giá trị thử nghiệm:
Đôi khi tính hợp lệ của các thủ tục kiểm tra rất dễ dàng và rõ ràng. Ví dụ một tác nhân
kháng khuẩn có thể được thử nghiệm in vitro bằng cách đo như thế nào hiệu quả nó giết
chết các tế bào vi khuẩn. Một gây tê cục bộ có thể được thử nghiệm in vitro trên tốt như
thế nào nó ngăn chặn tiềm năng hành động trong mô thần kinh bị cô lập. Trong các trường
hợp khác quy trình thử nghiệm là khó khăn hơn. Ví dụ làm thế nào để bạn thử nghiệm
một loại thuốc chống loạn thần mới Không có mô hình động vật cho tình trạng này và do
đó, một đơn giản trong thử nghiệm in vivo là không thể. Một cách tròn vấn đề này là đề
xuất mà thụ thể hoặc thụ thể có thể được tham gia vào một tình trạng sức khỏe và thực
hiện trong các thử nghiệm in vitro chống lại các trong sự mong đợi rằng thuốc sẽ có các
hoạt động mong muốn khi nói đến thử nghiệm lâm sàng.
2.3.5 Sàng lọc thông lượng cao :


Nghiên cứu máy móc và thu nhỏ trong ống nghiệm thử nghiệm trên tế bào biến đổi gen đã
dẫn đến một quá trình gọi là sàng lọc thông lượng cao (HTS) là đặc biệt hiệu quả trong
việc xác định các hợp chất chì tiềm năng mới. Này bao gồm việc kiểm tra tự động của
một số lượng lớn các hợp chất so với một số lượng lớn các mục tiêu thường vài ngàn hợp
chất có thể được kiểm tra cùng một lúc trong 3050 xét nghiệm sinh hóa. Điều quan trọng
là các thử nghiệm cần tạo ra một hiệu ứng dễ dàng đo lường có thể được phát hiện và đo
tự động. Hiệu ứng này có thể tăng trưởng tế bào phản ứng enzyme xúc tác mà tạo ra một
sự thay đổi màu hoặc dịch chuyển của các ligand đánh dấu phóng xạ từ thụ.

Thuốc đối kháng thụ thể được nghiên cứu sử dụng tế bào biến đổi có chứa các thụ thể
mục tiêu trong màng tế bào của họ. Phát hiện có thể bằng cách quan sát như thế nào có
hiệu quả các hợp chất thử nghiệm ức chế sự ràng buộc của một phối tử phóng xạ. Một
cách khác là sử dụng các tế bào nấm men đã được sửa đổi như vậy mà kích hoạt một kết
quả thụ mục tiêu trong sự hoạt hóa một loại enzyme mà khi được cung cấp với một chất
nền thích hợp xúc tác sự ra đời của một loại thuốc nhuộm. Điều này tạo ra một sự thay đổi
màu sắc dễ nhận biết.
Nói chung hits tích cực là những hợp chất mà có một hoạt động trong phạm vi 30 μM1
nM. Thật không may HTS có thể tạo ra nhiều hit dương tính giả và có một tỷ lệ thất bại
cao giữa số lượng truy cập và những hợp chất mà cuối cùng được xác định là hợp chất chì
xác thực. Một trong những nguyên nhân chính của hit giả là những gì được gọi là chất ức
chế nhăng. Đây là những tác nhân mà xuất hiện để ức chế một loạt các protein mục tiêu
khác nhau và thể hiện tính chọn lọc rất nghèo. Người ta tin rằng các đại lý làm việc theo
cách này đến với nhau trong dung dịch để tạo thành phân tử uẩn mà hấp thụ protein mục
tiêu lên bề mặt của họ dẫn đến sự ức chế quan sát. Hiệu quả là rõ rệt hơn nếu hỗn hợp của
các hợp chất đang được thử nghiệm trong dung dịch như những chuẩn bị bằng cách tổng
hợp tổ hợp. Đây là loại ức chế là không sử dụng để thiết kế ma túy và điều quan trọng là
để loại bỏ những tác nhân từ rất sớm như các hợp chất chì tiềm năng mà thời gian như
vậy là không lãng phí resynthesizing và điều tra chúng. Một cách để tìm hiểu xem ức chế
bừa bãi đang diễn ra là thêm một chất tẩy rửa với dung dịch thử. Đây đảo ngược và ngăn
ngừa hiện tượng này.
Các lần truy cập sai khác bao gồm các tác nhân phản ứng hóa học và thực hiện phản ứng
hóa học với protein mục tiêu, chẳng hạn như alkyl hóa hoặc acyl hóa của một nhóm ái
nhân nhạy cảm. Điều này dẫn đến một sự ức chế không thể đảo ngược của protein khi tác
nhân trở nên liên kết cộng hóa trị với mục tiêu. Mặc dù có những loại thuốc quan trọng


hoạt động như chất ức chế không thể đảo ngược, sự nhấn mạnh trong HTS là tìm các chất
ức chế đảo ngược tương tác với các mục tiêu của chúng thông qua các tương tác liên kết
giữa các phân tử. Vì lý do đó, các chất alkyl hóa hoặc acyl hóa được biết đến không nên

được bao gồm trong HTS, hoặc, nếu chúng có, chúng không nên được coi là hợp chất chì
tiềm năng. Ví dụ về các nhóm phản ứng bao gồm alkyl halogenua, clorua axit, epoxit,
aldehyt, α-chloroketones và xeton trifluorometyl.
2.3.6 Sàng lọc bằng cộng hưởng từ hạt nhân:
Hạt nhân cộng hưởng từ (NMR) quang phổ là một công cụ phân tích đó đã được sử dụng
trong nhiều năm để xác định cấu trúc phân tử của hợp chất. Gần đây nó đã được sử dụng
để phát hiện xem một hợp chất liên kết với một mục tiêu protein. Trong NMR một hợp
chất được phát ra với một xung ngắn của năng lượng mà kích thích các hạt nhân của các
nguyên tử cụ thể như carbon hydro hoặc nitơ. Khi nhịp đập của bức xạ đã ngừng các hạt
nhân bị kích thích dần dần thư giãn trở lại trạng thái cơ bản tỏa ra năng lượng khi họ làm
như vậy. Th thời gian e chụp bởi hạt nhân khác nhau để phát ra năng lượng này được gọi
là thời gian thư giãn và điều này thay đổi tùy theo môi trường hoặc vị trí của mỗi nguyên
tử trong phân tử. Vì vậy một tín hiệu khác nhau sẽ thu được cho mỗi nguyên tử trong
phân tử và quang phổ thu được có thể được sử dụng để xác định cấu trúc.
Kích thước của phân tử cũng đóng một vai trò quan trọng trong chiều dài của thời gian
thư giãn. phân tử nhỏ như thuốc có thời gian thư giãn dài trong khi các phân tử lớn như
protein có thời gian thư giãn ngắn. Do đó nó có thể trì hoãn việc đo phát thải năng lượng
như vậy mà chỉ phân tử nhỏ được phát hiện. Đây là chìa khóa để phát hiện sự tương tác
ràng buộc giữa một loại protein và một hợp chất thử nghiệm.
Trước hết phổ NMR của thuốc được thực hiện thì các protein được thêm vào và quang
phổ được chạy lại giới thiệu một sự chậm trễ trong việc đo lường như vậy mà các tín hiệu
protein không được phát hiện. Nếu thuốc không liên kết với protein sau đó phổ NMR của
nó sẽ vẫn được phát hiện. Nếu thuốc liên kết với protein nó về cơ bản trở thành một phần
của protein. Kết quả là hạt nhân của nó sẽ có một thời gian thư giãn ngắn hơn và không
phổ NMR sẽ được phát hiện
phương pháp sàng lọc này cũng có thể được áp dụng cho một hỗn hợp của các hợp chất
phát sinh từ chiết xuất tự nhiên hay từ một tổng hợp tổ hợp. Nếu bất kỳ của các hợp chất
ràng buộc hiện tại với protein thời gian thư giãn của nó được rút ngắn và do đó tín hiệu do

hợp chất đó sẽ biến mất khỏi quang phổ. Điều này sẽ cho thấy một thành phần của hỗn
hợp đang hoạt động và xác định xem nó là giá trị tách hỗn hợp hay không.
Có rất nhiều lợi thế trong việc sử dụng NMR như một hệ thống phát hiện:
-

-

-

nó có thể màn hình 1000 nhỏ trọng lượng phân tử hợp chất một ngày với một
máy
phương pháp này có thể phát hiện ràng buộc yếu mà sẽ được bỏ qua bằng
phương pháp sàng lọc thông thường
nó có thể xác định các ràng buộc của các phân tử nhỏ để vùng khác nhau của
trang web ràng buộc (phần 2.4.10)
nó là miễn phí để HTSthe Sau này có thể cho kết quả dương tính giả nhưng đây
có thể được kiểm tra bằng NMR để đảm bảo rằng các hợp chất liên quan được
ràng buộc trong các trang web liên kết chính xác (phần 2.4.10)
việc xác định các phân tử nhỏ mà ràng buộc một cách yếu ớt đến một phần của
trang web liên kết cho phép khả năng sử dụng chúng như các khối xây dựng để
xây dựng các phân tử lớn hơn mà ràng buộc mạnh mẽ hơn (phần 2.4.10)
sàng lọc có thể được thực hiện trên một loại protein mới mà không cần phải
biết chức năng của nó.

Nhược điểm bao gồm sự cần thiết phải làm sạch protein và để có được nó trong một số
lượng đáng kể (ít nhất là 200 mg).
2.3.7 Sàng lọc mối quan hệ:
Một phương pháp tốt đẹp của sàng lọc hỗn hợp của các hợp chất cho các thành phần hoạt
động là để tận dụng lợi thế của các mối quan hệ ràng buộc của hợp chất cho mục
tiêu. Điều này không chỉ phát hiện sự hiện diện của đại lý như vậy nhưng nhặt chúng ra

khỏi hỗn hợp. d-Ala-d-Ala có liên quan đến nhựa Sepharose và nhựa được trộn với các
chất chiết xuất từ vi khuẩn khác nhau mà đã được biết là có hoạt tính kháng khuẩn. Nếu
một chiết xuất mất hoạt tính kháng khuẩn như là kết quả của hoạt động này nó chỉ ra rằng
hợp chất hoạt tính đã ràng buộc với nhựa. Nhựa sau đó có thể được lọc ra và bằng cách
thay đổi độ pH các hợp chất có thể được phát hành từ nhựa để nhận dạng.
2.3.8 Cộng hưởng plasmon bề mặt
Cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR) là một phương pháp quang học phát hiện khi một
ligand gắn với mục tiêu của nó. Các thủ tục được cấp bằng sáng chế bởi Pharmacia cảm
biến sinh học như BIAcore và làm cho việc sử dụng một mạ vàng dextrancoated bề mặt
kính chip (Hình. 12.5). Một phối tử được biết là liên kết với các mục tiêu được cố định


bằng cách liên kết nó covalently để ma trận dextran mà là trong một dòng chảy của dung
dịch đệm. Đơn sắc ánh sáng phân cực phẳng được chiếu ở một góc tới (α) từ bên dưới tấm
kính và được phản xạ trở lại tại giao diện giữa các mạ vàng bọc kính dày đặc và dung
dịch đệm ít dày đặc. Tuy nhiên một thành phần của ánh sáng được gọi là sóng phù du
thâm nhập vào một khoảng cách khoảng một bước sóng vào ma trận chất đệm dextran. và
góc tới là chính xác đúng làn sóng phù du tương tác với electron dao động miễn phí có tên
plasmon trong phim kim loại. Đây là SPR. Năng lượng từ ánh sáng tới được thì thua bộ
phim vàng. Kết quả là có một giảm cường độ ánh sáng phản xạ mà có thể đo được
Góc tới khi SPR xảy ra phụ thuộc chủ yếu vào các chỉ số khúc xạ của dung dịch đệm gần
với bề mặt kim loại phim. Điều này có nghĩa rằng nếu chỉ số khúc xạ của bộ đệm thay đổi
góc tới lúc đó SPR diễn ra cũng thay đổi. Nếu mục tiêu phân tử cho các phối tử cố định
hiện nay được đưa vào bộ đệm chảy một số của nó sẽ bị ràng buộc bởi các phối tử cố
định. Điều này dẫn đến một sự thay đổi của chỉ số khúc xạ trong dung dịch đệm gần với
bề mặt kim loại bọc có thể được phát hiện bằng cách đo sự thay đổi trong góc tới yêu cầu
để có được SPR. Kỹ thuật này cho phép phát hiện các ràng buộc ligandtarget và cũng có
thể được sử dụng để đo tốc độ và trạng thái cân bằng ràng buộc hằng số. Giả sử bây giờ
chúng tôi muốn kiểm tra xem một hợp chất mới có tính ràng buộc đến mục tiêu. Điều này
có thể được kiểm tra bằng cách giới thiệu các hợp chất mới vào dòng đệm cùng với các

mục tiêu. Nếu hợp chất thử nghiệm không liên kết với mục tiêu ít mục tiêu sẽ có sẵn để
ràng buộc vào các phối tử cố định như vậy sẽ có một sự thay đổi khác nhau trong cả hai
chỉ số khúc xạ và góc tới.


2.3.9 Nhấp nháy tiếp cận khảo nghiệm
Nhấp nháy gần khảo nghiệm (SPA) là một phương pháp trực quan phát hiện liệu một
ligand liên kết với một mục tiêu. Nó liên quan đến việc cố định của mục tiêu bằng cách
liên kết nó covalently để hạt được phủ một scintillant. Một giải pháp của một ligand biết
dán nhãn với iốt-125 sau đó sẽ được thêm vào hạt. Khi ligand dán nhãn liên kết với các
mục tiêu cố định số 125 tôi hoạt động như một nhà tài trợ năng lượng và các hạt
scintillant bọc hoạt động như một chất nhận năng lượng dẫn đến việc phát xạ ánh sáng có
thể được phát hiện. Để tìm hiểu xem một hợp chất tiểu thuyết tương tác với mục tiêu hợp
chất được bổ sung vào các giải pháp của các ligand dán nhãn và hỗn hợp này được bổ
sung vào hạt.
Thành ràng buộc bởi các hợp chất mới sẽ có nghĩa là ít hơn của các ligand dán nhãn sẽ
ràng buộc dẫn đến việc giảm phát thải của ánh sáng.
2.3.10 nhiệt lượng chuẩn độ đẳng nhiệt
Isothermal chuẩn độ nhiệt lượng (ITC) là một kỹ thuật được sử dụng để xác định các tính
chất nhiệt động lực học của ràng buộc giữa một loại thuốc và mục tiêu protein của nó các
mối quan hệ ràng buộc và sự thay đổi enthalpy nói riêng.Hai tế bào kính giống hệt nhau
được sử dụng mà được làm đầy với dung dịch đệm. Một trong những tế bào đóng vai trò
như các tế bào tham khảo trong khi các hành vi khác như các tế bào mẫu và chứa các mục
tiêu protein trong dung dịch. Các tế bào tham khảo được đun nóng nhẹ đến một nhiệt độ
không đổi. Các tế bào mẫu được đun nóng đến nhiệt độ tương tự thông qua một hệ thống
phản hồi tự động theo đó bất kỳ chênh lệch nhiệt độ giữa hai tế bào được phát hiện và sức
mạnh được áp dụng cho các tế bào mẫu để cân bằng nhiệt độ. Khi bộ máy đã ổn định một
mức độ ổn định của điện được sử dụng để duy trì hai tế bào ở nhiệt độ liên tục như vậy.
Thuốc hiện được thêm vào tế bào mẫu và liên kết với mục tiêu protein. Nếu sự tương tác
liên kết tỏa nhiệt, năng lượng nhiệt được tạo ra trong tế bào mẫu và do đó cần ít năng

lượng bên ngoài hơn để duy trì nhiệt độ của tế bào. Nếu sự tương tác là sự tỏa nhiệt, thì
ngược lại giữ đúng và nhiều năng lượng bên ngoài hơn phải được áp dụng để duy trì nhiệt
độ. Sức mạnh bên ngoài cần thiết để duy trì nhiệt độ của tế bào mẫu được đo theo thời
gian, với sức mạnh 'gai' xảy ra mỗi khi thuốc được tiêm vào tế bào. Việc đo các gai này
cho phép xác định các đặc tính nhiệt động lực học của sự gắn kết.


2.3.11 Sàng lọc ảo:
Sàng lọc ảo liên quan đến việc sử dụng các chương trình máy tính để đánh giá liệu các
hợp chất được biết đến có thể sẽ là hợp chất chì cho một mục tiêu cụ thể. Không có gì bảo
đảm rằng hits tích cực từ một buổi chiếu ảo sẽ trong thực tế có thể hoạt động và các hợp
chất vẫn phải được kiểm tra bằng thực nghiệm nhưng kết quả từ một buổi chiếu ảo có thể
được sử dụng để thực hiện các phương pháp kiểm tra thực nghiệm hiệu quả hơn. Nói cách
khác nếu có vài ngàn hợp chất có sẵn để thử nghiệm sàng lọc ảo có thể được sử dụng để
xác định những hợp chất mà có nhiều khả năng được kích hoạt và do đó là những cấu trúc
mà sẽ được ưu tiên kiểm tra thực tế.
2.4 Tìm một hợp chất của chất dẫn đầu
Khi một mục tiêu và một hệ thống thử nghiệm đã được chọn giai đoạn tiếp theo là tìm
một hợp chất hoặc hợp chất dẫn trong đó cho thấy hoạt tính dược lý mong muốn. Mức độ
hoạt động có thể không rất lớn và có thể có tác dụng phụ không mong muốn nhưng hợp
chất của chì cung cấp một sự khởi đầu cho việc thiết kế thuốc và quá trình phát triển. Có
nhiều cách khác nhau, trong đó một hợp chất của chì có thể được phát hiện như mô tả
trong các phần sau.
2.4.1 Sàng lọc các sản phẩm tự nhiên
Sản phẩm tự nhiên là một nguồn giàu các hợp chất hoạt tính sinh học. Nhiều người trong
số các loại thuốc ngày nay là một trong hai lấy trực tiếp từ một nguồn tự nhiên hoặc được
phát triển từ một hợp chất của chì ban đầu thu được từ một nguồn tự nhiên. Thông thường
các nguồn tự nhiên có một số hình thức hoạt động sinh học và các hợp chất chịu trách
nhiệm về hoạt động đó được gọi là nguyên tắc hoạt động. một cấu trúc như vậy có thể
hoạt động như một hợp chất của chì. sinh học cao nhất các sản phẩm tự nhiên hoạt tính là

chất chuyển hóa thứ cấp với cấu trúc khá phức tạp và một số trung tâm chiral. Này có một
lợi thế ở chỗ chúng là những hợp chất vô cùng mới lạ. Đáng tiếc là sự phức tạp này cũng
làm cho tổng hợp của họ khó khăn và các hợp chất thường phải được chiết xuất từ nguồn
tự nhiên của họ một quá trình tốn kém và không hiệu quả chậm. Kết quả là thường có một
lợi thế trong việc thiết kế tương tự đơn giản
Nhiều sản phẩm tự nhiên có cấu trúc hóa học hoàn toàn mới mà không có hóa học sẽ mơ
về tổng hợp. Ví dụ thuốc artemisinin chống sốt rét (Hình. 2.6) là một sản phẩm tự nhiên
với một tìm kiếm ringone trioxane cực kỳ không ổn định của các cấu trúc khó nhất đã
xuất hiện trong những năm gần đây.
Nghiên cứu về các loại thuốc có nguồn gốc từ các nguồn tự nhiên được gọi là dược liệu
học và bao gồm cả chiết xuất dầu thô và nguyên tắc hoạt động tinh khiết.


2.4.1.1 Giới thực vật
Cây đã luôn luôn là một nguồn giàu các hợp chất chì (ví dụ như morphine digitalis
cocaine quinin tubocurarine nicotine và muscarine). Nhiều trong số các hợp chất chì là
loại thuốc hữu ích trong việc tự (ví dụ như morphine và quinin) và những người khác đã
là cơ sở cho ma túy tổng hợp (ví dụ như thuốc tê tại chỗ phát triển từ cocaine). Cây vẫn
còn một nguồn đầy hứa hẹn của các loại thuốc mới và sẽ tiếp tục là như vậy. thuốc trên
lâm sàng hữu ích mà gần đây đã được phân lập từ thực vật bao gồm paclitaxel nhân chống
ung thư (Taxol) từ cây thủy tùng đại lý artemisinin sốt rét từ một nhà máy Trung Quốc
(Hình. 2.6) và galantamin thuốc Alzheimer từ hoa thuỷ tiên vàng.
Cây cung cấp một ngân hàng các cấu trúc phức tạp và rất đa dạng phong phú mà không có
khả năng được phát hiện từ các nguồn khác. Hơn nữa quá trình tiến hóa đã thực hiện một
quá trình sàng lọc mà ủng hộ các hợp chất trong đó cung cấp các nhà máy với một cạnh
khi nói đến sự sống còn. Ví dụ sinh học hợp chất mạnh có thể ngăn chặn động vật hoặc
côn trùng ăn thực vật có chứa chúng. Xét hóa dược nợ nợ với thế giới tự nhiên đó là


nghiêm túc nghĩ rằng rất ít nhà máy đã được nghiên cứu đầy đủ và phần lớn chưa được

nghiên cứu ở tất cả. Các rừng mưa nhiệt đới trên thế giới đặc biệt phong phú về các loài
thực vật mà có vẫn được phát hiện chứ chưa nói được nghiên cứu. Ai mà biết được có
bao nhiêu thú vị hợp chất chì mới đang chờ đợi khám phá cho cuộc chiến chống ung thư
AIDS hoặc bất kỳ của vô số khác của phiền não con người này là một trong những lý do
tại sao việc phá hủy rừng mưa và hệ sinh thái khác là rất bi thảm khi các hệ sinh thái bị
phá hủy loài thực vật độc đáo thua thuốc mãi mãi. Ví dụ silphion một nhà máy đã được
trồng gần Cyrene ở Bắc Phi và được nổi tiếng như một tác nhân ceptive Contra trong
Greeceis xưa nay đã tuyệt chủng. Chắc chắn rằng nhiều loài thực vật hữu ích hơn đã bị
tuyệt chủng mà Chắc chắn rằng nhiều cây hữu ích hơn đã trở nên tuyệt chủng mà không
có thuốc nào từng biết đến chúng.
2.4.1.2 Vi sinh vật:
Vi sinh vật như vi khuẩn và nấm cũng đã cung cấp hời cho các loại thuốc và các hợp chất
chì. Những sinh vật này tạo ra một lượng lớn các tác nhân kháng khuẩn mà đã tiến hóa để
cung cấp cho quân lính mình một lợi thế hơn đối thủ cạnh tranh của họ trong thế giới vi
sinh vật. Buổi chiếu của vi sinh vật trở nên rất phổ biến sau khi phát hiện ra penicillin.
Mặc dù hầu hết các loại thuốc có nguồn gốc từ vi sinh vật được sử dụng trong điều trị
kháng khuẩn một số chất chuyển hóa của vi sinh vật đã cung cấp các hợp chất chì trong
các lĩnh vực khác của y học.
Ví dụ asperlicin phân lập từ Aspergillus alliaceus là một nhân vật phản diện mới lạ của
một peptide hormone gọi là cholecystokinin (CCK) được tham gia vào việc kiểm soát
cảm giác ngon miệng. CCK cũng đóng vai trò như một chất dẫn truyền thần kinh trong
não và được cho là tham gia vào các cuộc tấn công hoảng loạn. do đó tương tự của
asperlicin có thể có tiềm năng trong điều trị lo âu
Những ví dụ khác bao gồm lovastatin metabolite nấm mà là người đầu tiên của statin hữu
ích lâm sàng thấy mức cholesterol thấp hơn (Nghiên cứu trường hợp 1) và một nấm
metabolite gọi ciclosporin (Hình. 2.7) được sử dụng để ngăn chặn các phản ứng miễn dịch
sau khi cấy ghép nội tạng. Lipstatin (Hình. 2.7) là một sản phẩm tự nhiên được phân lập
từ Streptomyces toxytricini. Nó ức chế lipase tụy và là hợp chất của chì cho chống béo
phì hợp chất orlistat .Cuối cùng, một chất chuyển hóa nấm gọi rasfonin (tách ra từ một
loại nấm ở New Zealand) thúc đẩy tế bào chết (apoptosis) trong các tế bào ung thư nhưng

không phải tế bào bình thường. Nó đại diện cho một hợp chất của chì đầy hứa hẹn cho
chất chống ung thư mới.


2.4.1.3 Nguồn biển:
Trong những năm gần đây đã có sự quan tâm lớn trong việc tìm kiếm các hợp chất chì từ
các nguồn hàng hải. Coral bọt biển cá và vi sinh vật biển có một sự giàu có của các hóa
chất sinh học mạnh với hoạt tính kháng virus và chống ung thư viêm thú vị. Ví dụ curacin
A (Hình. 2.8) được lấy từ một cyanobacterium biển và cho thấy hoạt động chống ung thư
mạnh. Năm 2010 một chất tương tự đơn giản của halichondrin B đã được phê duyệt để
điều trị ung thư vú


2.4.1.4 Nguồn động vật:
Động vật đôi khi có thể là một nguồn gốc của hợp chất chì mới. Ví dụ một loạt các
polypeptide kháng sinh gọi là magainins được chiết xuất từ da của Phi vuốt ếch Xenopus
laevis. Những tác nhân bảo vệ ếch khỏi bị nhiễm trùng và có thể cung cấp manh mối cho
sự phát triển của các tác nhân kháng khuẩn và kháng nấm mới lạ trong y học của con
người. Một ví dụ khác là một mạnh giảm đau hợp chất gọi là epibatidine (Hình. 2.9) thu
được từ chiết xuất da của loài ếch độc Ecuador

2.4.1.5 Nọc độc và độc tố:
Nọc độc và độc tố từ động vật thực vật rắn nhện bọ cạp côn trùng và vi sinh vật rất mạnh
vì họ thường có các tương tác rất cụ thể với mục tiêu phân tử trong cơ thể. Kết quả là họ
đã chứng minh công cụ quan trọng trong việc nghiên cứu các thụ ion kênh và các
enzym. Nhiều người trong số những độc tố là polypeptide (ví dụ α-bungarotoxin từ rắn hổ
mang). độc tố tuy nhiên không peptide như tetrodotoxin từ cá nóc (Hình. 2.9) cũng rất