00药物化学第2版张彦文电子教案第十九章节药物的化学结构与药效关系.ppt

第十九章 药物的化学结构与药效的关系 知识目标： 了解药物作用的体内靶点，药物发生药 效的体内过程 了解分子容积和原子间距离对药效的影响 理解结构特异性药物和结构非特异性药物的基本概念 理解电子云密度，官能团，键合特性和立体异构对药效的影响 掌握构效关系和基本结构的概念 掌握药物的理化性质对药效的影响 能力目标： 能区分结构特异性药物和结构非特异性 药物 能写出药物的基本结构和构效关系的概念 能分析药物的理化性质、结构因素对药效的影响 本章结构图 第一节药物的构效关系概述  构效关系的概念 构效关系（Structure activity relationship SAR）是指药物的化学结构与生物活性（包括药理与毒理作用）之间的关系，是药物化学的中心内容之一，也是药物化学和分子药理学长期以来所共同探讨的问题。 结构特异性药物和 结构非特异性药物 根据药物在体内分子水平上的作用方式分类： 结构非特异性药物：生物活性（药理作用）主要受理化性质影响，与化学结构关系不大。结构改变，对生物活性无明显影响。 结构特异性药物; 生物活性除与药物分子的理化性质相关外，主要取决于药物的化学结构，即受药物分子和受体的相互作用影响，药物结构稍加改变，就会直接产生药效学变化。 大多数药物属于后一种类型。 药物作用的体内靶点 与药物在体内发生相互作用的生物大分子被称为药物的作用靶点，即致病基因编码的蛋白质和其他生物大分子，如酶、受体、离子通道、核酸等。分子生物学和分子药理学等新兴学科的出现，为阐明许多生物大分子与疾病发生的关系作出了重要的贡献。合理化药物分子设计就是基于生命科学研究揭示的药物体内作用靶点的结构特征, 设计药物新分子, 以期发现选择性地作用于靶点的新药. 药物发生药效的体内过程 药物的体内过程是吸收、分布、代谢和排泄，这中间的每一个过程都影响药物的药效。药物发生药效的决定因素有两个：一是药物必须以一定的浓度到达作用部位，药物的转运过程（吸收、分布、排泄）将影响药物在作用部位的浓度，而转运过程又受药物理化性质的影响，因此这一因素由药物的理化性质决定，也是结构非特异性药物生物活性的决定因素；二是药物和受体的相互作用，这一因素与结构特异性药物的生物活性有关。 药物的基本结构对药效的影响 在药物构效关系研究中，将具有相同药理作用药物的化学结构中相同或相似的部分，称为相应类型药物的基本结构。如磺胺类药物的基本结构为对氨基苯磺酰胺。 课堂活动 讨论： 根据学过的知识，请写出三类药物的基本结构。 相关链接 药物在体内作用的生物学靶点 药物在体内作用的生物学靶点，主要有受体、 酶、离子通道、核酸等。 以受体作为药物作用的靶点。受体是一种生物大分子，是存在于生物细胞并能与化学治疗剂专一性结合的结构，主要是蛋白质，部分为糖蛋白和脂蛋白，有时也将酶、核酸和膜聚合体等包括在内。 相关链接 以酶作为药物的作用靶点。酶是一种维持“生命正常运转”的重要催化剂，酶的功能与许多疾病有关。现在已分离出许多酶并能够测出他们的三维结构和活性部位；作为药物作用靶点，酶抑制剂意义更大。 以离子通道作为药物的作用靶点。最早发现的是钙离子通道，此后钾离子通道，钠离子通道，氯离子通道的研究也越来越多。 以核酸作为药物的作用靶点。核酸是人类基因的基本组成单位，是生命过程中重要的化学物质，提供产生蛋白质的信息模板和工具。以核酸为靶点的药物主要是抗肿瘤药和抗病毒药。 第二节药 物 的 理 化 性 质对药效的影响  概述 非特异性的药物的生物活性主要受理化性质影响，特异性药物的生物活性主要受化学结构本身的影响，同时也受理化性质的影响。理化性质主要影响药物的转运和代谢，对药效影响较大的理化性质主要是溶解度、脂水分配系数和解离度。 溶 解 度 和 脂 水 分 配 系 数 对药效的影响 药物溶解度的大小可以用药物的脂水分配系数P表示 P＝Co/Cw P 是在有机相中的量浓度（Co）和水相中的量浓度（Cw）分配达到平衡时的量浓度之比。P值越大，脂溶性越高，常用lgP表示。药物在转运扩散至血液时，需要一定的亲水性，而通过脂质的生物膜时，需要有一定的脂溶性，因此，脂水分配系数应在一定的范围才能显示最好的药效。 结构的改变对药物脂水分配系数影响显著。引入烷基、卤素、芳环、酯基和硝基等可以增加药物的脂溶性。如要透过血脑屏障，作用于中枢神经系统的药物，需要较强的亲脂性。药物分子中如引入亲水性的磺酸基、羧基、羟基、酰胺基、胺基等，一般导致水溶性增高。 解离度对药效的影响