جزيء صغير

الموسوعة الحرة

في علم الأحياء الجزيئي وعلم الأدوية ، الجزيء الصغير أو الجزيء الدقيق هو مركب عضوي منخفض الوزن الجزيئي (≤ 1000 دالتون [1] ) قد ينظم عملية بيولوجية، بحجم في حدود 1 نانومتر [ بحاجة لمصدر ] . العديد من الأدوية عبارة عن جزيئات صغيرة؛ المصطلحان متكافئان في الأدبيات. الهياكل الأكبر مثل الأحماض النووية والبروتينات ، والعديد من السكريات المتعددة ليست جزيئات صغيرة، على الرغم من أن مونومراتها المكونة (ريبو- أو ديوكسي ريبونوكليوتيدات، والأحماض الأمينية ، والسكريات الأحادية، على التوالي) غالبًا ما تعتبر جزيئات صغيرة. يمكن استخدام الجزيئات الصغيرة كأدوات بحثية لاستكشاف الوظيفة البيولوجية وكذلك تؤدي إلى تطوير عوامل علاجية جديدة . يمكن لبعضها تثبيط وظيفة معينة لبروتين أو تعطيل تفاعلات البروتين-البروتين . [2]

يقتصر علم الأدوية عادةً على مصطلح "الجزيء الصغير" ليشمل الجزيئات التي ترتبط بجزيئات بيولوجية كبيرة محددة وتعمل كعامل مؤثر ، فتُغير نشاط أو وظيفة الهدف . يمكن أن يكون للجزيئات الصغيرة مجموعة متنوعة من الوظائف أو التطبيقات البيولوجية، حيث تعمل كجزيئات إشارات خلوية ، وأدوية في الطب ، ومبيدات حشرية في الزراعة، وفي العديد من الأدوار الأخرى. يمكن أن تكون هذه المركبات طبيعية (مثل المستقلبات الثانوية ) أو صناعية (مثل الأدوية المضادة للفيروسات )؛ وقد يكون لها تأثير مفيد ضد مرض (مثل الأدوية ) أو قد تكون ضارة (مثل المواد المسببة للتشوهات والمواد المسرطنة ).

حد الوزن الجزيئي

يبلغ الحد الأعلى للوزن الجزيئي للجزيء الصغير حوالي 900 دالتون، مما يسمح بإمكانية الانتشار بسرعة عبر الأغشية الخلوية حتى يتمكن من الوصول إلى مواقع العمل داخل الخلايا . [1] [3] يعد هذا الحد للوزن الجزيئي أيضًا شرطًا ضروريًا ولكنه غير كافٍ للتوافر البيولوجي عن طريق الفم لأنه يسمح بالنقل عبر الخلايا من خلال الخلايا الظهارية المعوية . بالإضافة إلى نفاذية الأمعاء، يجب أن يمتلك الجزيء أيضًا معدل ذوبان سريع إلى حد معقول في الماء وقابلية ذوبان كافية في الماء واستقلاب أولي متوسط ​​إلى منخفض . تم التوصية بحد أدنى للوزن الجزيئي أقل إلى حد ما يبلغ 500 دالتون (كجزء من " قاعدة الخمسة ") لمرشحي الأدوية الجزيئية الصغيرة عن طريق الفم بناءً على الملاحظة التي تفيد بأن معدلات الاستنزاف السريري تنخفض بشكل كبير إذا تم الحفاظ على الوزن الجزيئي أقل من هذا الحد. [4] [5]

المخدرات

تتكون معظم المستحضرات الصيدلانية من جزيئات صغيرة، على الرغم من أن بعض الأدوية يمكن أن تكون بروتينات (مثل الأنسولين ومنتجات طبية بيولوجية أخرى ). باستثناء الأجسام المضادة العلاجية ، تتحلل العديد من البروتينات إذا تم إعطاؤها عن طريق الفم وغالبًا لا يمكنها عبور أغشية الخلايا . من المرجح أن يتم امتصاص الجزيئات الصغيرة، على الرغم من أن بعضها لا يتم امتصاصه إلا بعد الإعطاء عن طريق الفم إذا تم إعطاؤها كأدوية أولية . إحدى المزايا التي تتمتع بها الأدوية الجزيئية الصغيرة (SMDs) على العقاقير البيولوجية "الجزيئات الكبيرة" هي أنه يمكن تناول العديد من الجزيئات الصغيرة عن طريق الفم بينما تتطلب العقاقير البيولوجية عمومًا الحقن أو إعطاء حقن آخر . [6] كما أن تصنيع العقاقير الجزيئية الصغيرة أسهل عادةً وأرخص بالنسبة للمشتري. الجانب السلبي هو أن جميع الأهداف ليست قابلة للتعديل باستخدام العقاقير الجزيئية الصغيرة؛ غالبًا ما تكون البكتيريا والسرطانات مقاومة لتأثيراتها. [7]

المستقلبات الثانوية

تنتج مجموعة متنوعة من الكائنات الحية بما في ذلك البكتيريا والفطريات والنباتات نواتج أيضية ثانوية ذات جزيئات صغيرة تُعرف أيضًا باسم المنتجات الطبيعية ، والتي تلعب دورًا في إشارات الخلايا والتصبغ والدفاع ضد الافتراس. تُعد النواتج الأيضية الثانوية مصدرًا غنيًا للمركبات النشطة بيولوجيًا وبالتالي تُستخدم غالبًا كأدوات بحثية وإرشادات لاكتشاف الأدوية. [8] تشمل أمثلة النواتج الأيضية الثانوية ما يلي:

أدوات البحث

مثال على زراعة الخلايا لجزيء صغير كأداة بدلاً من البروتين. في زراعة الخلايا للحصول على سلالة بنكرياسية من الخلايا الجذعية المتوسطة ، يجب تنشيط مسار إشارات حمض الريتينويك مع تثبيط مسار القنفذ الصوتي ، والذي يمكن القيام به عن طريق إضافة أجسام مضادة لـ shh أو بروتين تفاعل القنفذ أو سيكلوبامين إلى الوسائط ، حيث يكون الجزيئان الأولان عبارة عن بروتينات والأخير جزيء صغير. [9]

غالبًا ما يتم تنشيط أو تثبيط الإنزيمات والمستقبلات بواسطة البروتين الداخلي ، ولكن يمكن أيضًا تثبيطها بواسطة مثبطات أو منشطات جزيئية صغيرة داخلية أو خارجية ، والتي يمكن أن ترتبط بالموقع النشط أو بالموقع غير التآزري .

ومن الأمثلة على ذلك المادة المسببة للتشوهات والسرطان فوربول 12-ميريستات 13-أسيتات ، وهي عبارة عن تربين نباتي ينشط بروتين كيناز سي ، الذي يعزز السرطان، مما يجعله أداة استقصائية مفيدة. [10] هناك أيضًا اهتمام بإنشاء عوامل نسخ اصطناعية جزيئية صغيرة لتنظيم التعبير الجيني ، وتشمل الأمثلة wrenchnolol (جزيء على شكل مفتاح ربط). [11]

يمكن وصف ارتباط الربيطة باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات التحليلية مثل رنين البلازمون السطحي ، أو التحليل الحراري المجهري [12] أو تداخل الاستقطاب المزدوج لقياس تقارب التفاعل والخصائص الحركية وأي تغييرات تكوينية مستحثة .

العلاجات المضادة للجينوم

تشير العلاجات الجزيئية الصغيرة المضادة للجينوم ، أو SMAT، إلى تقنية دفاع بيولوجي تستهدف توقيعات الحمض النووي الموجودة في العديد من عوامل الحرب البيولوجية . SMATs هي أدوية جديدة واسعة النطاق توحد الأنشطة المضادة للبكتيريا والفيروسات والملاريا في علاج واحد يوفر فوائد كبيرة من حيث التكلفة ومزايا لوجستية للأطباء والجيش. [13]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ ab Macielag MJ (2012). "الخصائص الكيميائية للمضادات الحيوية وتميزها". في Dougherty TJ، Pucci MJ (المحرران). اكتشاف المضادات الحيوية وتطويرها . Springer. ص 801-2. ISBN 978-1-4614-1400-1. إن أغلب الأدوية [الفموية] من المجموعة المرجعية العامة لها أوزان جزيئية أقل من 550. وعلى النقيض من ذلك فإن توزيع الوزن الجزيئي للعوامل المضادة للبكتيريا الفموية ثنائي النمط: 340-450 دالتون ولكن مع مجموعة أخرى في نطاق الوزن الجزيئي 700-900.
  2. ^ Arkin MR, Wells JA (أبريل 2004). "مثبطات الجزيئات الصغيرة للتفاعلات بين البروتينات: التقدم نحو الحلم". Nature Reviews Drug Discovery . 3 (4): 301–17. doi :10.1038/nrd1343. PMID  15060526. S2CID  13879559.
  3. ^ Veber DF, Johnson SR, Cheng HY, Smith BR, Ward KW, Kopple KD (يونيو 2002). "الخصائص الجزيئية التي تؤثر على التوافر البيولوجي الفموي للمرشحين للأدوية". J. Med. Chem . 45 (12): 2615–23. CiteSeerX 10.1.1.606.5270 . doi :10.1021/jm020017n. PMID  12036371. 
  4. ^ Lipinski CA (ديسمبر 2004). "المركبات التي تحتوي على الرصاص والعقاقير: ثورة قاعدة الخمسة". اكتشاف العقاقير اليوم: التقنيات . 1 (4): 337-341. doi :10.1016/j.ddtec.2004.11.007. PMID  24981612.
  5. ^ Leeson PD, Springthorpe B (نوفمبر 2007). "تأثير المفاهيم المشابهة للأدوية على اتخاذ القرار في الكيمياء الطبية". Nature Reviews Drug Discovery . 6 (11): 881–90. doi :10.1038/nrd2445. PMID  17971784. S2CID  205476574.
  6. ^ Samanen J (2013). "الفصل 5.2 كيف تختلف الأدوية الجزيئية الصغيرة عن الأدوية الجزيئية الحيوية؟". في Ganellin CR، Jefferis R، Roberts SM (المحررون). مقدمة للبحث والتطوير في الأدوية الجزيئية الصغيرة والبيولوجية: النظرية ودراسات الحالة (طبعة Kindle). نيويورك: أكاديميك بريس. ص 161-203. doi :10.1016/B978-0-12-397176-0.00005-4. ISBN 978-0-12-397176-0الجدول 5.13 : طريق الإعطاء: الجزيئات الصغيرة: الإعطاء عن طريق الفم ممكن عادةً؛ الجزيئات الحيوية: تُعطى عادةً عن طريق الحقن
  7. ^ Ngo, Huy X.; Garneau-Tsodikova, Sylvie (23 أبريل 2018). "ما هي أدوية المستقبل؟". MedChemComm . 9 (5): 757–758. doi :10.1039/c8md90019a. ISSN  2040-2503. PMC 6072476. PMID  30108965 . 
  8. ^ عطا الرحمن، محرر (2012). دراسات في كيمياء المنتجات الطبيعية . المجلد 36. أمستردام: إلسفير. ISBN 978-0-444-53836-9.
  9. ^ Mfopou JK, De Groote V, Xu X, Heimberg H, Bouwens L (مايو 2007). "Sonic hedgehog and other solved factors from differentiating fetusid body inhibit pancreas development". Stem Cells . 25 (5): 1156–65. doi : 10.1634/stemcells.2006-0720 . PMID  17272496. S2CID  32726998.
  10. ^ فويت جي جي، فويت د (1995). الكيمياء الحيوية . نيويورك: جيه وايلي وأولاده. رقم ISBN 978-0-471-58651-7.
  11. ^ Koh JT, Zheng J (سبتمبر 2007). "الكيمياء الحيوية الجديدة: عوامل النسخ الاصطناعية". ACS Chem. Biol . 2 (9): 599–601. doi : 10.1021/cb700183s . PMID  17894442.
  12. ^ Wienken CJ, Baaske P, Rothbauer U, Braun D, ​​Duhr S (2010). "Protein-binding assays in biological fluids using microscale thermophoresis". Nat Commun . 1 (7): 100. Bibcode :2010NatCo...1..100W. doi : 10.1038/ncomms1093 . PMID  20981028.
  13. ^ Levine DS (2003). "Bio-defense company re-ups". San Francisco Business Times . تم الاسترجاع في 6 سبتمبر 2006 .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Small_molecule&oldid=1213679451"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate