جزيء صغير

في علم الأحياء الجزيئي وعلم الأدوية ، يُعرَّف الجزيء الصغير أو الجزيء الميكروي بأنه مركب عضوي ذو وزن جزيئي منخفض (≤ 1000 دالتون ) ^{[ 1 ]} ، ويبلغ حجمه حوالي 1 نانومتر، ويستطيع تنظيم العمليات البيولوجية. لا تُصنَّف البنى الأكبر حجمًا ، مثل الأحماض النووية والبروتينات ، والعديد من السكريات المتعددة ، ضمن الجزيئات الصغيرة، على الرغم من أن وحداتها المكونة (الريبونوكليوتيدات أو الديوكسي ريبونوكليوتيدات، والأحماض الأمينية ، والسكريات الأحادية، على التوالي) تُعتبر في كثير من الأحيان جزيئات صغيرة. يمكن استخدام الجزيئات الصغيرة كأدوات بحثية لدراسة الوظائف البيولوجية ، فضلًا عن كونها مؤشرات في تطوير عوامل علاجية جديدة . بعضها قادر على تثبيط وظيفة محددة لبروتين ما، أو تعطيل التفاعلات بين البروتينات . ^{[ 2 ]} 

يُقتصر مصطلح "الجزيئات الصغيرة" في علم الأدوية عادةً على الجزيئات التي ترتبط بجزيئات حيوية كبيرة محددة وتعمل كمؤثر ، مُغيرةً بذلك نشاط أو وظيفة الهدف . وتتعدد وظائف الجزيئات الصغيرة وتطبيقاتها البيولوجية، فهي تُستخدم كجزيئات إشارات خلوية ، وأدوية في الطب ، ومبيدات حشرية في الزراعة، وغيرها الكثير. وقد تكون هذه المركبات طبيعية (مثل المستقلبات الثانوية ) أو اصطناعية (مثل الأدوية المضادة للفيروسات )؛ وقد يكون لها تأثير مفيد ضد مرض ما (مثل الأدوية ) أو قد تكون ضارة (مثل المواد المشوهة للأجنة والمواد المسرطنة ).

يبلغ الحد الأقصى للوزن الجزيئي للجزيئات الصغيرة حوالي 900 دالتون، مما يسمح لها بالانتشار السريع عبر أغشية الخلايا والوصول إلى مواقع عملها داخل الخلايا . ^{[ 1 ] [ 3 ]} يُعد هذا الحد الأدنى للوزن الجزيئي شرطًا ضروريًا ولكنه غير كافٍ للتوافر الحيوي عن طريق الفم ، إذ يسمح بالنقل عبر الخلايا الظهارية المعوية . بالإضافة إلى نفاذية الأمعاء، يجب أن يتمتع الجزيء أيضًا بمعدل ذوبان سريع نسبيًا في الماء، وذوبانية كافية فيه، واستقلاب أولي متوسط ​​إلى منخفض . وقد تم التوصية بحد أدنى للوزن الجزيئي يبلغ 500 دالتون (كجزء من " قاعدة الخمسة ") للمرشحين الدوائيين من الجزيئات الصغيرة الذين يُؤخذون عن طريق الفم، وذلك استنادًا إلى ملاحظة انخفاض معدلات الفشل السريري بشكل ملحوظ عند الحفاظ على الوزن الجزيئي دون هذا الحد. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

معظم الأدوية عبارة عن جزيئات صغيرة - وهي متطابقة في المراجع العلمية، مع أن بعض الأدوية قد تكون بروتينات ( مثل الأنسولين وغيره من المنتجات الطبية البيولوجية ). وباستثناء الأجسام المضادة العلاجية ، فإن العديد من البروتينات تتحلل عند تناولها عن طريق الفم، وغالبًا ما تعجز عن عبور أغشية الخلايا . تكون الجزيئات الصغيرة أكثر قابلية للامتصاص، مع أن بعضها لا يُمتص إلا بعد تناوله عن طريق الفم إذا أُعطي كدواء أولي . إحدى مزايا الأدوية ذات الجزيئات الصغيرة مقارنةً بالأدوية البيولوجية ذات الجزيئات الكبيرة هي إمكانية تناول العديد من الجزيئات الصغيرة عن طريق الفم، بينما تتطلب الأدوية البيولوجية عمومًا الحقن أو أي طريقة أخرى للإعطاء عن طريق الحقن . ^{[ 6 ]} كما أن تصنيع الأدوية ذات الجزيئات الصغيرة عادةً ما يكون أبسط وأقل تكلفة للمشتري. أما من عيوبها، فهي أن بعض الأهداف لا تستجيب لتعديل الأدوية ذات الجزيئات الصغيرة؛ فالبكتيريا والخلايا السرطانية غالبًا ما تكون مقاومة لتأثيراتها. ^{[ 7 ]}

تُنتج مجموعة متنوعة من الكائنات الحية، بما في ذلك البكتيريا والفطريات والنباتات، جزيئات ثانوية صغيرة تُعرف أيضًا بالمنتجات الطبيعية ، والتي تلعب دورًا في الإشارات الخلوية، والتصبغ، والدفاع ضد الافتراس. تُعدّ هذه الجزيئات الثانوية مصدرًا غنيًا بالمركبات النشطة بيولوجيًا، ولذا تُستخدم غالبًا كأدوات بحثية ومركبات رائدة في اكتشاف الأدوية. ^{[ 8 ]} ومن أمثلة هذه الجزيئات:

غالباً ما يتم تنشيط أو تثبيط الإنزيمات والمستقبلات بواسطة البروتين الداخلي ، ولكن يمكن أيضاً تثبيطها بواسطة مثبطات أو منشطات الجزيئات الصغيرة الداخلية أو الخارجية ، والتي يمكن أن ترتبط بالموقع النشط أو بالموقع التغايري .

ومن الأمثلة على ذلك مادة فوربول 12-ميريستات 13-أسيتات ، وهي مادة مُشوِّهة للأجنة ومُسرطنة، وتُعدّ تربينًا نباتيًا يُنشِّط بروتين كيناز C ، الذي يُعزِّز السرطان، مما يجعلها أداة بحثية مفيدة. ^{[ 10 ]} كما يوجد اهتمامٌ أيضًا بتطوير عوامل نسخ اصطناعية جزيئية صغيرة لتنظيم التعبير الجيني ، ومن الأمثلة على ذلك مادة رينشنولول (جزيء على شكل مفتاح ربط). ^{[ 11 ]}

يمكن توصيف ارتباط الليجاند باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات التحليلية مثل رنين البلازمون السطحي ، والترحيل الحراري على المستوى الميكروي ^{[ 12 ]} أو قياس التداخل ثنائي الاستقطاب لتحديد تقارب التفاعل والخصائص الحركية وأيضًا أي تغييرات توافقية مستحثة .

تشير العلاجات المضادة للجينوم ذات الجزيئات الصغيرة ، أو SMAT، إلى تقنية للدفاع البيولوجي تستهدف بصمات الحمض النووي الموجودة في العديد من عوامل الحرب البيولوجية . وتُعدّ هذه العلاجات أدوية جديدة واسعة النطاق تجمع بين خصائص مضادة للبكتيريا والفيروسات والملاريا في علاج واحد، مما يوفر مزايا كبيرة من حيث التكلفة واللوجستيات للأطباء والجيش. ^{[ 13 ]}

• علم الأدوية
• تأثير يشبه المخدرات
• قاعدة ليبينسكي الخماسية
• المستقلب
• علم الجينوم الكيميائي
• الناقل العصبي
• محاكيات الببتيد
• الجزيئات الكبيرة

• مكتبات الجزيئات الصغيرة في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب