天然小分子藥物長期以來都是人類對抗疾病的方法,隨著科技發展,以及化學、生物學相關技術的興起,人們從柳樹皮中發現的水楊酸用於解熱鎮痛,在紅豆杉中發現的紫杉醇用於**癌症,從青蒿中提取出青蒿素用於**瘧疾。
從歷史的角度看,人類藥學最開始起源於自然界,尤其是細菌、真菌和植物的天然產物。而天然小分子藥物的發現可以分為以下三個階段:
2023年代第二次世界大戰爆發,在此之前還沒有有效的抗炎藥物,用於**戰爭中負傷的傷員,隨後,在第二次世界大戰期間開發出了被廣泛使用**細菌感染的的青黴素,成功地將天然小分子藥物推向市場。在這段時間裡,研究者使用基於表型篩選的方法發現天然小分子藥物。通常,這種表型篩選使用細胞系(細菌,真核細胞,組織等)以及確定的化合物測試方法,無需了解其作用機理,最簡單的通過觀察細胞的抑制或者死亡,從而判斷化合物是否有效。在最初的這三十年,已經通過這種表型篩選的方法發現了1000多種具有抗菌和抗真菌活性的天然小分子化合物,包括數十種最終被批准上市的天然小分子藥物。
青黴素第二個30年的標誌是天然小分子藥物篩選的高通量化。重組dna技術以及其他技術的進步使研究人員能夠快速確定天然小分子藥物,繼而進行這些化合物的化學全合成以及類似物的半合成。並在較短時間內完成生化或全細胞測定,這些測定統稱為基於靶標的篩選。此外,對細胞週期調控、受體在生物學應答中的作用、癌症的遺傳基礎等的日益了解,以及細胞培養方法的改進,促進了針對藥物的選擇性表型篩選的發展。對癌症、中樞神經疾病、代謝或心臟疾病等有重要意義。
高通量細胞培養
基因組學是研究遺傳性及獲得性基因變異對藥物反應作用的一門學科,著重於採用個體候選基因來識別影響藥物代謝、分布、靶受體及生物效應的標誌物。這一學科的推進使得個體化**變成可能實現的醫療手段,同時,能針對特定人群將藥物**方案進行最優化。作為個性化定製**,可從基因組入手,發現針對個體的天然小分子藥物,可在最大程度上保證患者的依從性,保障藥物**方案得以落實。
基因組學分析
至今為止,雖然靶向藥物的興起,市面上湧現出大量的靶向藥物,但天然小分子化合物及其衍生物依然佔據了巨大的市場份額,過去三十年中批准上市的61%的抗癌藥物和49%的抗感染藥物都屬於天然小分子及其衍生物。
一些天然活性抗腫瘤化合物
我們相信,在未來的天然小分子藥物的發展將受以下三個關鍵因素影響而快速發展:
生物資訊學以及人工智慧的發展和興起
目前生物界中依然存在大量未被發現的天然小分子化合物
人們對細胞功能和疾病的理論基礎逐漸增強
廣東盛普生命科技****
盛普健康與環境研究中心
盛普iddnu研究團隊
2020.1.6
基於結構的藥物設計 從分子對接到分子動力學
近年來,計算機輔助藥物設計 computer aided drug design,cadd 方法在藥物研發中不斷嶄露頭角,如已批准上市的卡托普利 沙奎那韋 利托那韋和茚地那韋等,其早期研究大大受益於cadd方法。cadd已成為藥物研發流程中不可或缺的一部分。分子對接 分子對接主要用來確定蛋白質靶標中...
計算機輔助藥物設計 分子對接
分子對接計算是把配體分子放在受體活性位點的位置,然後按照幾何互補 能量互補以及化學環境互補的原則來實 價配體與受體相互作用的好壞,並找到兩個分子之間最佳的結合模式。分子對接的最初思想起源於fishere.的 鑰匙和鎖模型 是模擬配體小分子與受體生物大分子相互作用的一種技術方法。隨著x 射線晶體學和高...
第一屆「海峽兩岸三地」中藥與天然藥物化學論壇
第一屆 海峽兩岸三地 中藥與天然藥物化學論壇 中國天然藥物 2007年11月 第五卷 第六期 背景介紹 為促進當前中藥化學與天然產物化學研究的交流與合作,本領域研究的發展趨勢,由上海中藥科技產業促進中心 上海中藥現代化中心主辦的第一屆 海峽兩岸三地 中藥與天然藥物化學論壇於2007年10月5 8日在...