Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Медицинская химия (значения) .
Не путать с клинической химией .
Медицинская химия занимается разработкой терапевтических средств. Фармакофорная модель сайта связывания бензодиазепина на рецепторе GABAA

Медицинская химия и фармацевтическая химия - это дисциплины на пересечении химии , особенно синтетической органической химии, фармакологии и различных других биологических специальностей, где они участвуют в проектировании , химическом синтезе и разработке для рынка фармацевтических агентов или биоактивных молекул ( лекарств). ). [1] [2]

Соединения, используемые в качестве лекарств, чаще всего представляют собой органические соединения , которые часто делятся на широкие классы небольших органических молекул (например, аторвастатин , флутиказон , клопидогрель ) и « биопрепараты » ( инфликсимаб , эритропоэтин , инсулин гларгин ), последние из которых являются наиболее распространенными. часто лекарственные препараты белков (природные и рекомбинантные антитела , гормоны и т. д.). Неорганические и металлоорганические соединения также полезны в качестве лекарств (например, литий иагенты на основе платины , такие как карбонат лития и цисплатин, а также галлий ).

В частности, медицинская химия в ее наиболее распространенной практике - сосредоточении внимания на малых органических молекулах - охватывает синтетическую органическую химию и аспекты природных продуктов и вычислительную химию в тесном сочетании с химической биологией , энзимологией и структурной биологией , вместе стремясь к открытию и разработке новых лечебные средства. С практической точки зрения, это включает химические аспекты идентификации, а затем систематическое, тщательное синтетическое изменение новых химических образований.чтобы сделать их пригодными для терапевтического использования. Он включает синтетические и вычислительные аспекты изучения существующих лекарственных средств и агентов, находящихся в разработке, в отношении их биоактивности (биологической активности и свойств), т. Е. Понимания их взаимосвязи между структурой и активностью (SAR). Фармацевтическая химия сосредоточена на аспектах качества лекарственных средств и нацелена на обеспечение пригодности лекарственных средств для их использования. [3]

На биологическом интерфейсе, медицинской химии комбайнов для формирования набора высококвалифицированных междисциплинарных наук, установив его органические, физические и вычислительные центры тяжести наряду с биологической областях , таких как области биохимии , молекулярной биологии , фармакогнозии и фармакологии , токсикологии и ветеринарной и человеческой медицины ; они, вместе с управлением проектами , статистикой и практикой фармацевтического бизнеса, систематически наблюдают за изменением идентифицированных химических агентов, так что после фармацевтической рецептуры, они безопасны и эффективны и поэтому подходят для лечения заболеваний.

На пути открытия лекарств [ править ]

Открытие [ править ]

Открытие - это идентификация новых активных химических соединений, часто называемых «хитами», которые обычно обнаруживаются путем анализа соединений на желаемую биологическую активность . [4] Первоначальные попадания могут быть вызваны перепрофилированием существующих агентов на новые патологические процессы [5] и наблюдениями за биологическими эффектами новых или существующих природных продуктов из бактерий, грибов, [6] растений, [7] и т. Д. хиты также обычно происходят из структурных наблюдений за «фрагментами» малых молекул, связанных с терапевтическими мишенями (ферментами, рецепторами и т. д.), где фрагменты служат отправными точками для развития более химически сложных форм путем синтеза. Наконец, обращения также регулярно происходят измассовое тестирование химических соединений против биологических мишеней, где соединения могут быть из новых синтетических химических библиотек, которые, как известно, обладают особыми свойствами (ингибирующая активность киназы, разнообразие или сходство с лекарствами и т. д.), или из исторических коллекций химических соединений или созданных библиотек через комбинаторную химию . Несмотря на то, что существует ряд подходов к выявлению и выявлению хитов, наиболее успешные методы основаны на химической и биологической интуиции, выработанной в коллективной среде за годы строгой практики, направленной исключительно на открытие новых терапевтических агентов.

Нажмите, чтобы вести и вести оптимизацию [ править ]

См. Также: Оптимизация потенциальных клиентов

Необходимы дальнейшая химия и анализ, сначала для определения «сортировочных» соединений, которые не обеспечивают ряды, показывающие подходящие SAR и химические характеристики, связанные с долгосрочным потенциалом развития, а затем для улучшения оставшихся серий попаданий в отношении желаемой первичной активности, так как а также вторичные активности и физико-химические свойства, так что агент будет полезен при введении реальным пациентам. В этом отношении химические модификации могут улучшить распознавание и геометрию связывания ( фармакофоры ) соединений-кандидатов и, следовательно, их сродство к их мишеням, а также улучшение физико-химических свойств молекулы, лежащих в основе необходимых фармакокинетических / фармакодинамических свойств. (PK / PD) и токсикологические профили (устойчивость к метаболической деградации, отсутствие гено-, печеночной и сердечной токсичности и т. Д.), Так что химическое соединение или биологический препарат подходят для введения в исследования на животных и людях.

Химия процессов и разработка [ править ]

Заключительные этапы синтетической химии включают производство соединения-свинца в подходящем количестве и качестве, позволяющем проводить крупномасштабные испытания на животных, а затем клинические испытания на людях . Это предполагает оптимизацию синтетического маршрута для сыпучего промышленного производства, и открытия наиболее подходящей лекарственной композиции . Первый из них по-прежнему является залогом медицинской химии, второй привносит специализацию в науку о рецептурах (с ее компонентами из физической химии, химии полимеров и материаловедения). Специализация синтетической химии в области медицинской химии, направленная на адаптацию и оптимизацию синтетического пути для синтеза в промышленных масштабах весом в сотни килограммов и более, называетсяпроцесс синтеза и включает в себя доскональное знание приемлемой синтетической практики в контексте крупномасштабных реакций (термодинамика реакций, экономика, безопасность и т. д.). На этом этапе критически важным является переход к более строгим требованиям GMP в отношении источников материалов, обращения с ними и химического состава.

Синтетический анализ [ править ]

Синтетическая методология, используемая в медицинской химии, подчиняется ограничениям, которые не применяются к традиционному органическому синтезу . В связи с перспективой масштабирования препарата безопасность имеет первостепенное значение. Потенциальная токсичность реагентов влияет на методологию. [3] [8]

Структурный анализ [ править ]

Структура фармацевтических препаратов оценивается многими способами, отчасти как средство прогнозирования эффективности, стабильности и доступности. Правило пяти Липинского сосредоточено на количестве доноров и акцепторов водородных связей, количестве вращаемых связей, площади поверхности и липофильности. Другие параметры, по которым медицинские химики оценивают или классифицируют свои соединения, включают: сложность синтеза, хиральность, плоскостность и количество ароматических колец.

Структурный анализ соединений свинца часто выполняется с помощью вычислительных методов до фактического синтеза лиганда (ов). Это делается по ряду причин, включая, помимо прочего, временные и финансовые соображения (расходы и т. Д.). После того, как интересующий лиганд синтезирован в лаборатории, анализ проводится традиционными методами (ТСХ, ЯМР, ГХ / МС и др.).[3]

Обучение [ править ]

Лечебная химия по своей природе является междисциплинарной наукой, и практикующие врачи имеют большой опыт в области органической химии, который в конечном итоге должен сочетаться с широким пониманием биологических концепций, связанных с клеточными мишенями для лекарств. Ученые в области медицинской химии в основном являются учеными-промышленниками (но см. Ниже), работающими в составе междисциплинарной группы, которая использует свои химические способности, особенно свои синтетические способности, чтобы использовать химические принципы для разработки эффективных терапевтических агентов. Продолжительность обучения интенсивная, от практикующих часто требуется получить 4-летнюю степень бакалавра, за которой следует 4-6-летняя степень доктора философии. неорганическая химия. Большинство программ обучения также включают период постдокторской стажировки в течение 2 или более лет после получения докторской степени. по химии,Таким образом, общая продолжительность обучения составляет от 10 до 12 лет обучения в колледже. Тем не менее, возможности трудоустройства на уровне магистра также существуют в фармацевтической промышленности, и при этом и докторская степень. уровень есть дополнительные возможности для работы в академических кругах и правительстве. Многие химики-медики, особенно в академических и исследовательских кругах, также имеют степень Pharm D. (врач аптек). Некоторые из этих исследователей PharmD / PhD являются RPh (зарегистрированными фармацевтами).Некоторые из этих исследователей PharmD / PhD являются RPh (зарегистрированными фармацевтами).Некоторые из этих исследователей PharmD / PhD являются RPh (зарегистрированными фармацевтами).

Программы повышения квалификации по медицинской химии можно найти на факультетах традиционной медицинской химии или фармацевтических наук, которые традиционно связаны с фармацевтическими школами, а также на некоторых факультетах химии. Тем не менее, большинство работающих медицинских химиков имеют ученые степени (MS, но особенно доктора философии) в области органической химии, а не медицинской химии [9], и преобладающие позиции находятся в области открытий, где сеть обязательно должна быть самой широкой, и происходит самая широкая синтетическая активность.

В открытии терапии малых молекул явно присутствует акцент на обучении, которое обеспечивает широту синтетического опыта и «темп» лабораторных операций (например, для людей, занимающихся синтезом чисто синтетических органических и натуральных продуктов в докторской и постдокторской сферах. позиции, там же). В областях специализации медицинской химии, связанных с разработкой и синтезом химических библиотек или выполнением химического процесса, нацеленного на жизнеспособный коммерческий синтез (области, как правило, с меньшими возможностями), пути обучения часто гораздо более разнообразны (например, включая целенаправленное обучение физическим органическим соединениям). химия, библиотечные синтезы и др.).

Таким образом, большинство сотрудников начального уровня в области медицинской химии, особенно в США, не имеют формального образования в области медицинской химии, но получают необходимый медицинский химический и фармакологический опыт после работы - при поступлении на работу в фармацевтическую компанию, где компания предоставляет свое особое понимание или модель обучения «medichem» через активное участие в практическом синтезе терапевтических проектов. (То же самое можно сказать и о специальностях вычислительной медицинской химии, но не в такой степени, как в синтетических областях.)

См. Также [ править ]

  • Bioisostere
  • Биологические машины
  • Дизайн лекарств
  • Фармакогнозия
  • Фармакокинетика.
  • Фармакология
  • Фармакофор
  • Ксенобиотический метаболизм

Ссылки [ править ]

  1. ^ Эндрю Дэвис; Саймон Э. Уорд, ред. (2015). Справочник по медицинской химии: редакторы принципов и практики . Королевское химическое общество. DOI : 10.1039 / 9781782621836 . ISBN 978-1-78262-419-6.
  2. ^ Роланд Баррет (2018). Лекарственная химия: Основы . Лондон: Эльзевир. ISBN 978-1-78548-288-5.
  3. ^ a b c Рафли, SD; Джордан, AM (2011). «Набор инструментов медицинского химика: анализ реакций, используемых при поиске кандидатов на лекарства» . Журнал медицинской химии . 54 (10): 3451–79. DOI : 10.1021 / jm200187y . PMID 21504168 . 
  4. ^ Хьюз, Jp; Рис, S; Калинджян, Сб; Филпотт, К. (2011-03-01). «Принципы раннего открытия лекарств» . Британский журнал фармакологии . 162 (6): 1239–1249. DOI : 10.1111 / j.1476-5381.2010.01127.x . ISSN 1476-5381 . PMC 3058157 . PMID 21091654 .   
  5. ^ Джонстон, Келли Л .; Форд, Луиза; Умаредди, Индира; Таунсон, Саймон; Шпехт, Сабина; Пфарр, Кеннет; Херауф, Ахим; Альтмейер, Ральф; Тейлор, Марк Дж. (2014-12-01). «Переназначение одобренных лекарств из фармакопеи человека для нацеливания на эндосимбионтов Wolbachia, страдающих онхоцеркозом и лимфатическим филяриозом» . Международный журнал паразитологии: лекарства и лекарственная устойчивость . Включает статьи с двух встреч: «Антигельминтики: от открытия к сопротивлению», стр. 218–315, и «Глобальные вызовы для открытия новых лекарственных средств против тропических паразитарных болезней», стр. 316–357. 4 (3): 278–286. DOI : 10.1016 / j.ijpddr.2014.09.001 . PMC 4266796 .PMID 25516838  .
  6. ^ Харви, Алан Л. (2008-10-01). «Натуральные продукты в открытии лекарств». Открытие наркотиков сегодня . 13 (19–20): 894–901. DOI : 10.1016 / j.drudis.2008.07.004 . PMID 18691670 . 
  7. ^ Крэгг, Гордон М .; Ньюман, Дэвид Дж. (01.06.2013). «Натуральные продукты: постоянный источник новых лекарственных препаратов» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Общие вопросы . 1830 (6): 3670–3695. DOI : 10.1016 / j.bbagen.2013.02.008 . PMC 3672862 . PMID 23428572 .  
  8. ^ Кэри, JS; Laffan, D .; Thomson, C .; Уильямс, MT (2006). «Анализ реакций, используемых для приготовления молекул-кандидатов в лекарственные средства» . Органическая и биомолекулярная химия . 4 (12): 2337–47. DOI : 10.1039 / B602413K . PMID 16763676 . 
  9. ^ «Карьера на 2003 год и далее: медицинская химия» . Новости химии и машиностроения . 81 (25): 53–54, 56.

Внешние ссылки [ править ]

Биохимия и молекулярная биология в Curlie