Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Создание сложных молекулярных архитектур легко возможно с использованием простых строительных блоков.

Строительный блок - это термин в химии, который используется для описания виртуального молекулярного фрагмента или реального химического соединения, молекулы которого обладают реактивными функциональными группами . [1] Строительные блоки используются для восходящей модульной сборки молекулярных архитектур: наночастиц , [2] [3] металлоорганических каркасов , [4] органических молекулярных конструкций, [5] надмолекулярных комплексов. [6] Использование строительных блоков обеспечивает строгий контроль над тем, каким будет конечное соединение или (над) молекулярная конструкция. [7]

Строительные блоки для медицинской химии [ править ]

В медицинской химии этот термин определяет воображаемые виртуальные молекулярные фрагменты или химические реагенты, из которых лекарства или лекарственные препараты-кандидаты могут быть сконструированы или синтетически получены. [8]

Виртуальные строительные блоки [ править ]

Виртуальные строительные блоки используются при открытии лекарств для разработки лекарств и виртуального скрининга , удовлетворяя желание иметь контролируемые молекулярные морфологии, которые взаимодействуют с биологическими мишенями . [9] Особый интерес для этой цели представляют стандартные блоки, общие для известных биологически активных соединений, в частности, известных лекарств [10] или натуральных продуктов . [11] Существуют алгоритмы для de novo дизайна молекулярных архитектур путем сборки виртуальных строительных блоков, полученных из лекарств. [12]

Химические реактивы как строительные блоки [ править ]

Органические функционализированные молекулы (реагенты), тщательно отобранные для использования в модульном синтезе новых кандидатов в лекарственные средства, в частности, с помощью комбинаторной химии , или для реализации идей виртуального скрининга и дизайна лекарств, также называются строительными блоками. [13] [14] Чтобы быть практически полезными для модульной сборки лекарственного средства или лекарственного препарата-кандидата, строительные блоки должны быть либо монофункциональными, либо иметь селективно химически адресуемые функциональные группы, например, ортогонально защищенные. [15] Критерии отбора, применяемые к органическим функционализированным молекулам для включения в коллекции строительных блоков для медицинской химии, обычно основаны на эмпирических правилах, направленных на лекарственные препараты.свойства финальных кандидатов в лекарства. [16] [17] Биоизостерические замены молекулярных фрагментов в лекарствах-кандидатах могут быть выполнены с использованием аналогичных строительных блоков. [18]

Строительные блоки и химическая промышленность [ править ]

Подход к открытию лекарств, основанный на использовании строительных блоков, изменил ландшафт химической промышленности, поддерживающей медицинскую химию. [19] Основные поставщики химических веществ для медицинской химии, такие как Maybridge, [20] Chembridge, [21] Enamine [22], соответствующим образом скорректировали свой бизнес. [23]К концу 1990-х годов использование коллекций строительных блоков, подготовленных для быстрого и надежного построения низкомолекулярных наборов соединений (библиотек) для биологического скрининга, стало одной из основных стратегий фармацевтической промышленности, занимающейся открытием лекарств; Модульный, обычно одностадийный синтез соединений для биологического скрининга из строительных блоков оказался в большинстве случаев более быстрым и надежным, чем многоступенчатый, даже конвергентный синтез целевых соединений. [24]

Есть онлайн-ресурсы.

Примеры [ править ]

Типичными примерами коллекций строительных блоков для медицинской химии являются библиотеки фторсодержащих строительных блоков. [25] [26] Введение фтора в молекулу оказалось полезным из-за его фармакокинетических и фармакодинамических свойств, поэтому фторзамещенные строительные блоки при разработке лекарств увеличивают вероятность обнаружения потенциальных лекарств. [27] Другие примеры включают библиотеки природных и неприродных аминокислот , [28] коллекции конформационно ограниченных бифункциональных соединений [29] и коллекции строительных блоков, ориентированные на разнообразие . [30]

Антидиабетический препарат саксаглиптин и два строительных блока BB1 и BB2, из которых он может быть синтезирован.

Ссылки [ править ]

  1. ^ HH Szmant (1989). Органические строительные блоки химической промышленности . Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья.
  2. ^ Л. Занг; Ю. Че; Дж. С. Мур (2008). «Одномерная самосборка плоских π-сопряженных молекул: адаптируемые строительные блоки для органических наноустройств». В соотв. Chem. Res . 41 (12): 1596–1608. DOI : 10.1021 / ar800030w . PMID 18616298 . 
  3. ^ JMJ Fréchet (2003). «Дендримеры и другие дендритные макромолекулы: от строительных блоков до функциональных сборок в нанонауке и нанотехнологиях» . J. Polym. Sci. Полим. Chem . 41 (23): 3713–3725. Bibcode : 2003JPoSA..41.3713F . DOI : 10.1002 / pola.10952 .
  4. ^ ОК Фарха; CD Malliakas; Канатзидис М.Г .; Дж. Т. Хапп (2010). «Контроль за сцеплением в металлоорганических каркасах с помощью рационального дизайна органического строительного блока». Варенье. Chem. Soc . 132 (3): 950–952. DOI : 10.1021 / ja909519e . PMID 20039671 . 
  5. ^ Гарсия, JC; Хусто, JF; Мачадо, WVM; Ассали, LVC (2009). «Функционализированный адамантан: строительные блоки для самосборки наноструктур». Phys. Rev. B . 80 (12): 125421. arXiv : 1204.2884 . Bibcode : 2009PhRvB..80l5421G . DOI : 10.1103 / PhysRevB.80.125421 .
  6. ^ AJ Кэрнс; Я. А. Перман; Л. Войтас; В.Ч. Кравцов; MH Alkordi; М. Эддауди; М.Ю. Заворотко (2008). «Супермолекулярные строительные блоки (SBB) и кристаллический дизайн: 12-соединенные открытые каркасы на основе молекулярного кубогемиоктаэдра». Варенье. Chem. Soc . 130 (5): 1560–1561. DOI : 10.1021 / ja078060t . PMID 18186639 . 
  7. ^ RS Tu; М. Тиррелл (2004). «Восходящий дизайн биомиметических сборок». Adv. Препарат Делив. Ред . 56 (11): 1537–1563. DOI : 10.1016 / j.addr.2003.10.047 . PMID 15350288 . 
  8. ^ Г. Шнайдер; М.-Л. Ли; М. Шталь; П. Шнайдер (2000). «De novo дизайн молекулярных архитектур путем эволюционной сборки строительных блоков, полученных из лекарств». J. Comput.-Aided Mol. Des . 14 (5): 487–494. Bibcode : 2000JCAMD..14..487S . DOI : 10,1023 / A: 1008184403558 . PMID 10896320 . 
  9. ^ Дж. Ван; Т. Хоу (2010). «Анализ строительных блоков лекарств и кандидатов в лекарственные средства». J. Chem. Инф. Модель . 50 (1): 55–67. DOI : 10.1021 / ci900398f . PMID 20020714 . 
  10. ^ A. Kluczyk; Т. Попек; Т. Киёта; П. де Маседо; П. Стефанович; К. Лазар; Ю. Кониши (2002). «Эволюция лекарств: п-аминобензойная кислота как строительный блок». Curr. Med. Chem . 9 (21): 1871–1892. DOI : 10.2174 / 0929867023368872 . PMID 12369873 . 
  11. ^ Р. Брейнбауэр; IR Vetter; Х. Вальдманн (2002). «От белковых доменов к кандидатам в лекарства - натуральные продукты как руководящие принципы в разработке и синтезе составных библиотек». Angewandte Chemie International Edition . 41 (16): 2878–2890. DOI : 10.1002 / 1521-3773 (20020816) 41:16 <2878 :: АИД-ANIE2878> 3.0.CO; 2-Б . PMID 12203413 . 
  12. ^ Г. Шнайдер; У. Фехнер (2005). «Компьютерный дизайн de novo молекул, подобных лекарству». Nat. Rev. Drug Discov . 4 (8): 649–663. DOI : 10.1038 / nrd1799 . PMID 16056391 . 
  13. ^ А. Линюссон; Дж. Готфрис; Ф. Линдгрен; С. Уолд (2000). «Статистический молекулярный дизайн строительных блоков для комбинаторной химии». J. Med. Chem . 43 (7): 1320–1328. DOI : 10.1021 / jm991118x . PMID 10753469 . 
  14. ^ Г. Шнайдер; Х.-Ж. Бём (2002). «Виртуальный просмотр и методы быстрой автоматической стыковки». Открытие наркотиков сегодня . 7 (1): 64–70. DOI : 10.1016 / S1359-6446 (01) 02091-8 . PMID 11790605 . 
  15. ^ А.Н. Шиванюк; Д.М. Волочнюк; И.В. Комаров; К.Г. Назаренко; Радченко Д.С. А. Костюк; А.А. Томачёв (2007). «Конформационно ограниченные монозащищенные диамины в качестве каркасов для разработки биологически активных соединений и пептидомиметиков» . Чимика Огги / Химия сегодня . 25 (3): 12–13.
  16. ^ I. Muegge (2003). «Критерии выбора лекарственных соединений». Med. Res. Ред . 23 (3): 302–321. DOI : 10.1002 / med.10041 . PMID 12647312 . 
  17. ↑ FW Goldberg; JG Kettle; Т. Когей; MWD Perry; Н.П. Томкинсон (2015). «Разработка новых строительных блоков - это недооцененная стратегия улучшения качества компаундов». Открытие наркотиков сегодня . 20 (1): 11–17. DOI : 10.1016 / j.drudis.2014.09.023 . PMID 25281855 . 
  18. ^ А. В. Tymtsunik; В.А. Биленко; С.О. Кохан; О.О. Григоренко; Д.М. Волочнюк; Комаров И.В. (2012). «1-Алкил-5 - ((ди) алкиламино) тетразолы: строительные блоки для суррогатов пептидов». J. Org. Chem . 77 (2): 1174–1180. DOI : 10.1021 / jo2022235 . PMID 22171684 . 
  19. ^ «РЫНОК РАЗВИВАЕТСЯ, БЛОК ЗА БЛОКОМ. Фармацевтический бизнес по производству строительных блоков привлекает фирмы ПО ВСЕМУ МИРУ». Chem. Англ. Новости . 89 (18): 16–18. 2011. DOI : 10.1021 / СЕН-v089n018.p016 .
  20. ^ «Строительные блоки Maybridge и реактивные промежуточные продукты» .
  21. ^ «Строительные блоки: ключевые факты» .
  22. ^ "Строительные блоки для открытия наркотиков" .
  23. ^ Лоу, Дерек (2010-03-18). «Хорошие поставщики - и другие парни» .
  24. ↑ Дж. Дрюс (2000). «Открытие наркотиков: историческая перспектива». Наука . 287 (5460): 1960–1964. Bibcode : 2000Sci ... 287.1960D . DOI : 10.1126 / science.287.5460.1960 . PMID 10720314 . 
  25. Перейти ↑ M Schlosser (2006). "Ароматические и гетероциклические строительные блоки, содержащие CF3". Angewandte Chemie International Edition . 45 (33): 5432–5446. DOI : 10.1002 / anie.200600449 . PMID 16847982 . 
  26. ^ VS Yarmolchuk; О.В. Шишкин; В.С. Старова; О.А. Запорожец; О. Кравчук; С. Зозуля; И.В. Комаров; П.К. Михайлюк (2013). «Синтез и характеристика β-трифторметил-замещенных пирролидинов». Евро. J. Org. Chem . 2013 (15): 3086–3093. DOI : 10.1002 / ejoc.201300121 .
  27. ^ I. Ojima (2009). Фтор в медицинской химии и химической биологии . Блэквелл Паблишинг. DOI : 10.1002 / 9781444312096.fmatter .
  28. ^ И. В. Комаров; А.О. Григоренко; А.В. Туров; В.П. Хиля (2004). «Конформационно жесткие циклические α-аминокислоты в дизайне пептидомиметиков, пептидных моделей и биологически активных соединений» . Российские химические обозрения . 73 (8): 785–810. Bibcode : 2004RuCRv..73..785K . DOI : 10.1070 / rc2004v073n08abeh000912 .
  29. ^ OO Григоренко; Радченко Д.С. Д.М. Волочнюк; Толмачев А.А. Комаров И.В. (2011). «Бициклические конформационно ограниченные диамины». Chem. Ред . 111 (9): 5506–5568. DOI : 10.1021 / cr100352k . PMID 21711015 . 
  30. ^ SL Schreiber (2009). «Органическая химия: молекулярное разнообразие по замыслу» . Природа . 457 (7226): 153–154. Bibcode : 2009Natur.457..153S . DOI : 10.1038 / 457153a . PMID 19129834 .