Idi na sadržaj

Mala molekula

Nepregledano
S Wikipedije, slobodne enciklopedije
(Preusmjereno sa Male molekule)

U molekularnoj biologiji i farmakologiji, malie molekule ili mikromolekula je molekula male molekulske težine (≤ 1000 daltona

Većina [oralnih] lijekova iz općeg referentnog skupa ima molekularne težine ispod 550. Nasuprot tome, raspodjela molekularnih težina oralnih antibakterijskih sredstava je bimodalna: 340–450 Da, ali s drugom grupom u rasponu molekularnih težina od 700–900.

[1]) Organski spoj koji može regulirati biološki proces, veličine reda veličine 1 nm. Mnogi lijekovi su male molekule; termini su ekvivalentni u literaturi. Veće strukture kao što su nukleinske kiseline i proteinI, a mnogi polisaharidi nisu male molekule, iako se njihovi sastavni monomeri (ribo- ili dezoksiribonukleotidi, aminokiseline, odnosno monosaharidi) često smatraju malim molekulama. Male molekule mogu se koristiti kao istraživački alati za ispitivanje biološke funkcije, kao i vodi u razvoju novih terapeutskih sredstava. Neki mogu inhibirati specifičnu funkciju proteina ili poremetiti interakciju protein-protein.[2]

Farmakologija obično ograničava termin "mali molekul" na molekule koje vežu specifične biološke makromolekule i djeluju kao efektor, mijenjajući aktivnost ili funkciju mete. Male molekule mogu imati različite biološke funkcije ili primjene, služeći kao molekule ćelijske signalizacije, lijekovi u medicini, pesticidi u poljoprivredi i u mnogim drugim ulogama. Ovi spojevi mogu biti prirodni (kao što su sekundarni metaboliti) ili vještački (kao što su antivirusni lijekovi); mogu imati blagotvoran učinak protiv bolesti (kao što su lijekovi) ili mogu biti štetni (kao što su teratogeni i kancerogeni.

Granična vrijednost molekularne težine

[uredi | uredi izvor]

Gornja granica molekularne težine za malu molekulu je približno 900 daltona, što omogućava brzu difuziju kroz ćelijske membrane tako da može doći do intraćelijskih mjesta djelovanja.[1][3] Ova granična molekularna težina je također neophodan, ali nedovoljan uvjet za oralnu bioraspoloživost jer omogućava transćelijski transport kroz crijevne epitelne ćelije. Pored crijevne permeabilnosti, molekula mora imati i razumno brzu brzinu rastvaranja u vodi, adekvatnu topljivost u vodi i umjeren do nizak metabolizam prvog prolaska. Nešto niža granična molekularna težina od 500 daltona (kao dio "pravila pet") preporučena je za kandidate za oralne lijekove malih molekula na osnovu zapažanja da su stope kliničkog odustajanja značajno smanjene ako se molekularna težina održava ispod ove granice.[4][5]

Lijekovi

[uredi | uredi izvor]

Većina farmaceutskih proizvoda su male molekule, iako neki lijekovi mogu biti proteini (npr. insulin i drugi biološki medicinski proizvod). Izuzev terapeutskih antitijela, mnogi proteini se degradiraju ako se primjenjuju oralno i najčešće ne mogu proći kroz ćelijsku membranu. Male molekule se vjerovatnije apsorbiraju, iako se neke od njih apsorbiraju tek nakon oralne primjene ako se daju kao prolijekovi. Jedna prednost koju lijekovi malih molekula (SMD) imaju u odnosu na "velike molekule" biološke lijekove je ta što se mnoge male molekule mogu uzimati oralno, dok biološki lijekovi uglavnom zahtijevaju injekciju ili drugu parenteralnu primjenu [6] Lijekovi malih molekula su također obično jednostavniji za proizvodnju i jeftiniji za kupca. Nedostatak je što se ne mogu svi ciljevi modificirati lijekovima malih molekula; bakterije i rak su često otporni na njihove efekte.[7]

Sekundarni metaboliti

[uredi | uredi izvor]

Razni organizmi, uključujući bakterije, gljive i biljke, proizvode male molekule sekundarne metabolite, poznate i kao prirodni proizvodi, koji imaju ulogu u ćelijskoj signalizaciji, pigmentaciji i odbrani od predatora. Sekundarni metaboliti su bogat izvor biološki aktivnih spojeva i stoga se često koriste kao istraživački alati i vodili za otkrivanje lijekova.[8] Primjeri sekundarnih metabolita uključuju:

Istraživački alati

[uredi | uredi izvor]
Primjer kulture ćelija male molekule kao alata umjesto proteina. U kulturi ćelija da bi se dobili pankreasne loze iz mezodermnih matičnih ćelija, signalni put retinske kiseline mora biti aktiviran dok je put sonični jež inhibiran, što se može postići dodavanjem u medij za rast anti-shh antitijela, interagirajući protein soničnog ježa ili ciklopamina, gdje su prve dvije molekule proteini, a posljednja mala molekula.[9]

Enzimi i receptori se često aktiviraju ili inhibiraju endogeni protein, ali mogu biti inhibirani i endogenim ili egzogenim inhibitorima malih molekula ili aktivatori, koji se mogu vezati za aktivno mjesto ili za alosterno mjesto.

Primjer je teratogeni i kancerogeni forbol 12-miristat 13-acetat, koji je biljni terpen koji aktivira pfrotein kinazu C, što podstiče rak, što ga čini korisnim istraživačkim alatom.[10] Također postoji interes za stvaranje malih molekula umjetnih transkripcijskih faktora za regulaciju ekspresija gena, primjeri uključuju ključnolol (molekulu u obliku ključa).[11]

Vezivanje liganda može se okarakterizirati korištenjem različitih analitičkih tehnika kao što su rezonanca površinskog plazmona, mikroskalna termoforeza[12] ili interferometrija dvostruke polarizacije za kvantificiranje afiniteta reakcije i kinetička svojstva, kao i svih induciranih promjena konformacije.

Antigenomska terapija

[uredi | uredi izvor]

Malomolekularna antigenomska terapija, ili SMAT, odnosi se na tehnologiju bioodbrana koje ciljaju DNK potpise pronađene u mnogim biološkim ratnim agensima. SMAT su novi lijekovi širokog spektra koji objedinjuju antibakterijske, antivirusne i antimalarijske aktivnosti u jednu terapiju koja nudi značajne uštede i logističke prednosti za ljekare i vojsku.[13]

Također pogledajte

[uredi | uredi izvor]

Reference

[uredi | uredi izvor]
  1. 1 2 Macielag MJ (2012). "Chemical properties of antibacterials and their uniqueness". u Dougherty TJ, Pucci MJ (ured.). Antibiotic Discovery and Development. Springer. str. 801–802. ISBN 978-1-4614-1400-1.
  2. ↑ Arkin MR, Wells JA (april 2004). "Small-molecule inhibitors of protein-protein interactions: progressing towards the dream". Nature Reviews Drug Discovery. 3 (4): 301–17. doi:10.1038/nrd1343. PMID 15060526. S2CID 13879559.
  3. ↑ Veber DF, Johnson SR, Cheng HY, Smith BR, Ward KW, Kopple KD (juni 2002). "Molecular properties that influence the oral bioavailability of drug candidates". J. Med. Chem. [. 45 (12): 2615–23. CiteSeerX 10.1.1.606.5270. doi:10.1021/jm020017n. PMID 12036371.
  4. ↑ Lipinski CA (decembar 2004). "Lead-and drug-like compounds: the rule-of-five revolution". Drug Discovery Today: Technologies. 1 (4): 337–341. doi:10.1016/j.ddtec.2004.11.007. PMID 24981612.
  5. ↑ Leeson PD, Springthorpe B (novembar 2007). "The influence of drug-like concepts on decision-making in medicinal chemistry". Nature Reviews Drug Discovery. 6 (11): 881–90. doi:10.1038/nrd2445. PMID 17971784. S2CID 205476574.
  6. ↑ Samanen J (2013). "Chapter 5.2 How do SMDs differ from biomolecular drugs?". u Ganellin CR, Jefferis R, Roberts SM (ured.). Introduction to Biological and Small Molecule Drug Research and Development: theory and case studies (Kindle izd.). New York: Academic Press. str. 161–203. doi:10.1016/B978-0-12-397176-0.00005-4. ISBN 978-0-12-397176-0. Table 5.13: Route of Administration: Small Molecules: oral administration usually possible; Biomolecules: Usually administered parenterally
  7. ↑ Ngo, Huy X.; Garneau-Tsodikova, Sylvie (23. 4. 2018). "What are the drugs of the future?". MedChemComm. 9 (5): 757–758. doi:10.1039/c8md90019a. ISSN 2040-2503. PMC 6072476. PMID 30108965.
  8. ↑ Atta-ur-Rahman, ured. (2012). Studies in Natural Products Chemistry. 36. Amsterdam: Elsevier. ISBN 978-0-444-53836-9.
  9. ↑ Mfopou JK, De Groote V, Xu X, Heimberg H, Bouwens L (maj 2007). "Sonic hedgehog and other soluble factors from differentiating embryoid bodies inhibit pancreas development". Stem Cells. 25 (5): 1156–65. doi:10.1634/stemcells.2006-0720. PMID 17272496. S2CID 32726998.
  10. ↑ Voet JG, Voet D (1995). Biochemistry. New York: J. Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-58651-7.
  11. ↑ Koh JT, Zheng J (septembar 2007). "The new biomimetic chemistry: artificial transcription factors". ACS Chem. Biol. 2 (9): 599–601. doi:10.1021/cb700183s. PMID 17894442.
  12. ↑ Wienken CJ, Baaske P, Rothbauer U, Braun D, Duhr S (2010). "Protein-binding assays in biological liquids using microscale thermophoresis". Nat Commun. 1 (7): 100. Bibcode:2010NatCo...1..100W. doi:10.1038/ncomms1093. PMID 20981028.
  13. ↑ Levine DS (2003). "Bio-defense company re-ups". San Francisco Business Times. Pristupljeno 6. 9. 2006.

Vanjski linkovi

[uredi | uredi izvor]
Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Mala_molekula&oldid=3775162"