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Galleria mappe mentale Principi e metodi di base della ricerca di nuovi farmaci

Principi e metodi di base della ricerca di nuovi farmaci

Si tratta di una mappa mentale sui principi e i metodi di base della ricerca sui nuovi farmaci, inclusa la relazione tra la struttura chimica e l'attività biologica dei nuovi farmaci, la scoperta di composti guida e l'ottimizzazione dei composti guida.

Modificato alle 2023-12-18 22:25:07

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Principi e metodi di base della ricerca di nuovi farmaci

La relazione tra struttura chimica e attività biologica dei nuovi farmaci

Proprietà fisico-chimiche e attività biologica

Coefficiente di ripartizione esponenziale e attività biologica

Il coefficiente di partizione esponenziale è il rapporto tra la concentrazione di un composto nella fase organica e nella fase acquosa quando la distribuzione del composto nella fase organica e nella fase acquosa raggiunge l'equilibrio, ovvero P=CO/CW, comunemente espresso come logP, logP= log(CO/CW)

logP è la somma dell'idrofilicità e dell'idrofobicità di tutti i gruppi funzionali che compongono l'intera molecola

Maggiore è il valore P, maggiore è la lipofilicità del farmaco.

Acidità, alcalinità e attività biologica

La maggior parte dei farmaci sono acidi o basi deboli e il loro grado di dissociazione è determinato dalla costante di dissociazione pK del composto e dal pH del mezzo di soluzione.

Costante di dissociazione pKa=pH Ig ([RCOOH]/[RCOO-])

Dopo che i farmaci acidi deboli o basi deboli vengono dissociati nei fluidi corporei, il rapporto tra molecole ioniche e non ioniche (molecolari) è determinato dalla costante di dissociazione pKa e dal pH del mezzo.

Interazioni farmaco-recettore e attività biologica

A seconda del modo in cui i farmaci agiscono nell’organismo, i farmaci si dividono in farmaci strutturalmente specifici e farmaci strutturalmente non specifici.

Il ruolo dei legami chimici

I legami chimici si dividono in due categorie: reversibili e irreversibili

Il legame covalente dei farmaci ai recettori è irreversibile, ma nella maggior parte dei casi il legame dei farmaci ai recettori è reversibile

I metodi di legame reversibili includono principalmente legami ionici, legami idrogeno, forze di van der Waals, ecc.

Il ruolo della stereochimica

isomeria geometrica

isomeria ottica

Isomeria conformazionale

Il ruolo dei gruppi funzionali

Alcuni gruppi funzionali specifici nella molecola possono modificare la struttura e le proprietà dell'intera molecola, influenzando così il legame dei farmaci ai recettori e la loro attività farmacologica.

Scoperta dei composti del piombo

Il composto principale, noto anche come composto prototipo, ha l'attività biologica o farmacologica desiderata, ma presenta alcune altre proprietà inadatte, come tossicità più elevata, altre attività biologiche, scarsa solubilità o problemi di metabolismo dei farmaci

Ottieni composti di piombo da prodotti naturali

Utilizzo di farmaci esistenti come composti guida

Scopri i composti guida basati sugli effetti collaterali dei farmaci

Il farmaco ipoglicemizzante sulfonilurea tolbutamide è stato scoperto attraverso una modifica strutturale basata sugli effetti collaterali ipoglicemizzanti dei farmaci sulfamidici.

Scopri i composti guida attraverso studi sul metabolismo dei farmaci

Utilizzare i farmaci innovativi esistenti come composti guida

Utilizzo di sostanze endogene attive come composti di piombo

Genera lead utilizzando la chimica combinatoria e lo screening ad alto rendimento

Ottimizzazione dei composti di piombo

Esistono molti metodi per l'ottimizzazione dei composti di piombo, che possono essere approssimativamente suddivisi in due categorie: metodi tradizionali di chimica farmaceutica e metodi moderni.

Utilizzare i computer per eseguire screening mirati per ottenere contatti

sostituzione bioisosterica

Burger ha ampliato ulteriormente questa definizione: i bioisosteri sono organismi che hanno forme e volumi molecolari simili, distribuzioni di carica simili e quindi mostrano proprietà fisiche simili (come l'idrofobicità) che producono effetti simili o antagonisti sullo stesso bersaglio o gruppi attivi.

I bioisosteri possono essere suddivisi in due categorie: bioisosteri classici e non classici.

I bioisosteri classici includono atomi o gruppi con gli stessi elettroni di valenza del guscio esterno, elementi dello stesso gruppo principale nella tavola periodica ed equivalenti dell'anello

I bioisosteri non classici si riferiscono a molecole o gruppi con disposizione spaziale, proprietà elettriche o altre proprietà simili. La sostituzione reciproca produrrà attività biologiche simili o opposte.

progettazione del profarmaco

I profarmaci, noti anche come profarmaci, profarmaci, profarmaci, ecc., si riferiscono a farmaci che sono inattivi o meno attivi in vitro dopo la modifica della loro struttura chimica e dell'attività di rilascio attraverso la trasformazione enzimatica o non enzimatica di composti che esercitano effetti medicinali

Classificazione

Profarmaco bioprecursore: è un nuovo composto ottenuto mediante modifica molecolare di un composto attivo. Il nuovo composto è un substrato di un enzima metabolico. Il metabolita attivo prodotto dal metabolismo enzimatico è la molecola attiva prevista.

Il principio del profarmaco trasportatore è quello di collegare il farmaco attivo al trasportatore attraverso legami covalenti, modificando così le proprietà fisiche e chimiche del farmaco e quindi rilasciando il farmaco attivo sotto l'azione di enzimi Farmaci contenenti alcol o gruppi di acido carbossilico la forma più comune di profarmaco è l'estere;

Lo scopo della progettazione del profarmaco

Migliorare la biodisponibilità e la permeabilità del biofilm

Migliorare il targeting dei farmaci

Prolungare il tempo d'azione dei farmaci

Migliorare la solubilità in acqua e la stabilità dei farmaci, superare i cattivi odori o le proprietà fisiche e chimiche per soddisfare le esigenze dei preparati

Progettazione di droghe leggere

Progettare farmaci che siano facilmente metabolizzati e inattivati in modo che, dopo aver completato i loro effetti terapeutici, si decompongano, si inattivino e siano rapidamente escreti dal corpo secondo un percorso metabolico predeterminato e una velocità controllabile, evitando così l'accumulo di tossicità del farmaco. Questo tipo di droga è chiamata droga leggera

Relazione attività struttura quantitativa

La ricerca sulla relazione quantitativa struttura-attività è un'analisi quantitativa della relazione tra la struttura chimica di una molecola di farmaco e la sua attività biologica, per scoprire i cambiamenti quantitativi tra la struttura chimica e l'attività biologica del farmaco, o per ottenere l'equazione matematica di la relazione struttura-attività, che fornisce la base per un'ulteriore ottimizzazione della struttura, fornisce la base teorica.

Progettazione di farmaci assistita da computer

La progettazione assistita da computer dei farmaci (CADD) utilizza la funzione di calcolo veloce del computer, la funzione di giudizio logico completo e la chiara funzione di visualizzazione grafica per intersecare discipline come la chimica quantistica, la meccanica molecolare, la chimica medicinale, le scienze della vita, la computer grafica e la scienza dell'informazione , la progettazione dei farmaci parte dal meccanismo d'azione delle molecole dei farmaci.