Биоизостер

В лечебное химия, биоизостеры представляют собой химические заместители или группы со схожими физическими или химическими свойствами, которые в целом обладают биологическими свойствами, аналогичными другому химическому соединению. В дизайне лекарственного средства цель замены одного биоизостера на другой заключается в улучшении желаемых биологических или физических свойств соединения без внесения значительных изменений в химическую структуру. Основное использование этого термина и его методов связано с фармацевтическими науками. Биоизостеризм используется для снижения токсичности, изменения биодоступности или модификации активности соединения-свинца, а также для изменения метаболизма свинца.

• 1 Примеры
  • 1.1 Классические биоизостеры
  • 1.2 Неклассические биоизостеры
• 2 Другие применения
• 3 Ссылки

Классические биоизостеры

Классические биоизостеризм был первоначально сформулирован Джеймсом Мойром и уточнен Ирвингом Ленгмюром в ответ на наблюдение, что разные атомы с одинаковой структурой валентных электронов обладают схожими биологическими свойствами.

Например, замена атома водорода на атом фтора в месте метаболического окисления в кандидате в лекарство может предотвратить такое метаболизм от происходящего. Поскольку атом фтора по размеру подобен атому водорода, общая топология молекулы существенно не изменяется, оставляя неизменной желаемую биологическую активность. Однако из-за заблокированного пути метаболизма кандидат в лекарство может иметь более длительный период полувыведения.

• Прокаинамид, амид, имеет более продолжительное действие, чем Прокаин, сложный эфир, из-за изостерической замены сложного эфира кислород с атомом азота. Прокаинамид является классическим биоизостером, потому что валентная электронная структура дизамещенного атома кислорода такая же, как и у тризамещенного атома азота, как показал Ленгмюр.

Другим примером являются биоизостеры халконы. Изменяя определенные заместители, также изменяются фармакологическая активность халкона и его токсичность.

Неклассические биоизостеры

Неклассические биоизостеры могут во многих отношениях отличаться от классических биоизостеров, но сохраняют акцент на обеспечении аналогичных стерический и электронный профиль к исходной функциональной группе. В то время как классические биоизостеры обычно сохраняют многие из тех же структурных свойств, неклассические биоизостеры гораздо больше зависят от конкретных потребностей связывания рассматриваемого лиганда и могут заменять линейную функциональную группу на циклический фрагмент, алкильную группу на сложный гетероатомный фрагмент или другие изменения, выходящие далеко за рамки простого переключения атома на атом.

Например, группа хлора -Cl часто может быть заменена группой трифторметил -CF 3 или группой циано -C≡N, но в зависимости от конкретной используемой молекулы замещение может привести к небольшому изменению активности или увеличению или уменьшению аффинности или эффективности в зависимости от того, какие факторы важны для связывания лиганда с целевым белком. Другой пример - ароматические кольца, кольцо фенила -C6H5часто может быть заменено другим ароматическим кольцом, таким как тиофен или нафталин, что может повысить эффективность, изменить специфичность связывания., или уменьшить метаболически лабильные сайты в молекуле, что приводит к лучшим фармакокинетическим свойствам.

• Аллоксантин является ингибитором ксантиноксидазы. Он также является изостерой ксантина, нормального субстрата для фермента. Аллоксантин считается неклассическим биоизостером из-за изменения каркаса.

Силафлуфен является изостером пиретроидных инсектицидов.

• Силафлуфен является кремнийорганическим аналогом пиретроида инсектицид Etofenprox, в котором углеродный центр заменен изостерическим кремнием, и, кроме того, один атом водорода заменен изостерическим атомом фтора.

Биоизостеры некоторых запатентованных соединений могут быть обнаружены автоматически и использованы для обхода патентных притязаний структура Маркуша. Было предложено вместо этого запатентовать ключевые элементы силового поля, то есть фармакофор.