新药设计与开发-PowerPoint演示文稿41746.pptx
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1、 新药设计与开发新药设计与开发 新药设计与开发的学习要点新药设计与开发的学习要点 1.基本概念基本概念 非特异性结构药物、特异性结构药物,生物靶点及种类,非特异性结构药物、特异性结构药物,生物靶点及种类,药物的选择性和特异性,动力学时相、药效学时相;药物的选择性和特异性,动力学时相、药效学时相;先导化合物,。先导化合物,。2.基础知识(结合基础知识(结合实例学习)实例学习)(1)影响药效的两个基本因素()影响药效的两个基本因素(406页)页)(2)构效关系(构效关系(药物的化学结构与活性的关系药物的化学结构与活性的关系)药物理化性质对药效的影响(溶解度、药物理化性质对药效的影响(溶解度、P值、
2、解离度),值、解离度),药物立体结构对药效的影响。(几何异构、光学异构)药物立体结构对药效的影响。(几何异构、光学异构)(3)药物与受体相互作用的几种化学键:)药物与受体相互作用的几种化学键:氢键、氢键、共价键、离子键。共价键、离子键。(4)发现先导化合物的)发现先导化合物的途径途径(414页)页)概概 述述 一.药物化学的根本任务药物化学的根本任务发现发现和和设计新药设计新药。药物的发现、研究与发展的历史,经历了由粗到精、由经验性的试验到科学的合理设计的三个阶段:(一)发现阶段(一)发现阶段(19世纪末世纪末20世纪世纪30年代)年代)阶段特征阶段特征从动物、植物体内分离、纯制和测定许多从动
3、物、植物体内分离、纯制和测定许多 天然活性产物,直接被用作药物等等。天然活性产物,直接被用作药物等等。如:如:吗吗 啡(啡(1804年)、奎年)、奎 宁(宁(1820年)、年)、可卡因(可卡因(1860年)、利血平(年)、利血平(1918年)年)(二)发展阶段(二)发展阶段(20世纪世纪3060年代)年代)阶段特征阶段特征药物发现的黄金时期药物发现的黄金时期 如:磺胺药、抗生素、氮芥类抗肿瘤药、抗精神病药、如:磺胺药、抗生素、氮芥类抗肿瘤药、抗精神病药、吲哚类非甾体抗炎药、受体激动剂和拮抗剂、吲哚类非甾体抗炎药、受体激动剂和拮抗剂、内源性生物活性物质的分出甾体激素结晶等内源性生物活性物质的分出
4、甾体激素结晶等。(三)设计阶段(三)设计阶段(20世纪世纪7090年代)年代)药化研究药化研究 显著特点显著特点多学科性、综合性多学科性、综合性。新理论、新技术以及相关学科的交叉渗透,新理论、新技术以及相关学科的交叉渗透,促进了药物化学的促进了药物化学的 发展(如:靶药)。发展(如:靶药)。重大发展有:重大发展有:氟喹诺酮的研究氟喹诺酮的研究(合成抗菌药重要里程碑),(合成抗菌药重要里程碑),DNA拓扑异构酶抑制剂拓扑异构酶抑制剂、新生血管抑制剂新生血管抑制剂,基因药基因药等。等。继续寻找内源性活性物质,发现了许多继续寻找内源性活性物质,发现了许多活性活性 多肽多肽 和和细胞因子细胞因子,如:
5、、内皮舒张因子,如:、内皮舒张因子(EDRF)心房肽(心房肽(ANF)药物设计的目的药物设计的目的寻找高效低毒、结构新颖的新化学实体寻找高效低毒、结构新颖的新化学实体。从而减少了盲目性、降低了消耗、缩短了周期。从而减少了盲目性、降低了消耗、缩短了周期。例如:链霉素的(例如:链霉素的(Pc)经验性随机筛选,氟尿嘧啶的设计)经验性随机筛选,氟尿嘧啶的设计。新药发现过程是一艰巨、复杂、周期长、风险大的过新药发现过程是一艰巨、复杂、周期长、风险大的过程。程。据国际上统计,一个全新药物从研发到上市,平均需据国际上统计,一个全新药物从研发到上市,平均需要花费要花费1012年时间,耗资年时间,耗资35亿美元
6、,并且这一费用正以亿美元,并且这一费用正以每年每年20%的速度递增。因此,如何的速度递增。因此,如何提高研发速度。降低投提高研发速度。降低投入费用,缩短开发周期入费用,缩短开发周期以为学术界和企业界最为关注的问以为学术界和企业界最为关注的问题。题。焦点问题焦点问题研发新药:研发新药:提高速度,提高速度,降低成本,降低成本,缩短周期。缩短周期。二二.药物的构效关系、药物作用方式 构效关系(构效关系(SAR)药物的化学结构与活性的关系药物的化学结构与活性的关系 药物从给药到产生药效的过程可分为药物从给药到产生药效的过程可分为 药剂相、药物动力相和药效相三个阶段,药剂相、药物动力相和药效相三个阶段,
7、药物的结构对每一相都产生重要影响,药物的结构对每一相都产生重要影响,1.1.非特异性结构药物非特异性结构药物 其药理作用主要受药物理化性质的影响其药理作用主要受药物理化性质的影响,与化学结构关系较小。,与化学结构关系较小。一般认为是通过物理化学过程起作用,稍改变其结构化学结构,一般认为是通过物理化学过程起作用,稍改变其结构化学结构,对药理作用的影响不明显。对药理作用的影响不明显。(404页页)例如:例如:全麻药。全麻药。根据药物的作用方式将药物分成下列两种类型根据药物的作用方式将药物分成下列两种类型 2.2.特异性结构药物特异性结构药物(多数药物)(多数药物)其药理作用依赖于药物特异的化学结构
8、及特异的空间结构。其药理作用依赖于药物特异的化学结构及特异的空间结构。通常需与机体内三维结构的受体通常需与机体内三维结构的受体 契合而契合而 产生药理效应。产生药理效应。化学结构稍加改变,就会直接影响其药物活性(如:电子分布、化学结构稍加改变,就会直接影响其药物活性(如:电子分布、分子构型构象等起着决定性的作用)。分子构型构象等起着决定性的作用)。例如:例如:甾体激素、镇痛药等。甾体激素、镇痛药等。药物结构药物结构 决定决定 物理性质物理性质 结构类型结构类型 化学性质化学性质 立体结构立体结构 影响影响 决定决定 非特异性结构药物非特异性结构药物 特异性结构药物特异性结构药物 生物活性生物活
9、性 三.药药 物物 设设 计计 目目 的的:提高寻找新药的合理性,减少盲目性,提高寻找新药的合理性,减少盲目性,加快新药研究的步伐。加快新药研究的步伐。研究内容研究内容:(1)开拓性研究)开拓性研究 改进现有的药物或有效化合物。改进现有的药物或有效化合物。(2)探索性研究)探索性研究 寻找新的先导化合物或设计寻找新的先导化合物或设计 新的分子结构。新的分子结构。构效关系的研究是药物设计的基础构效关系的研究是药物设计的基础。本节本节重点重点讨论药物结构对药效的影响。讨论药物结构对药效的影响。化学结构与药效关系化学结构与药效关系(一)(一)药物产生药效的决定性因素药物产生药效的决定性因素 1.首先
10、必须以一定的浓度(有效浓度)到达作用部位首先必须以一定的浓度(有效浓度)到达作用部位。2.与作用部位的受体发生作用与作用部位的受体发生作用。(407410页)页)这两个因素都与药物的化学结构关系密切,这两个因素都与药物的化学结构关系密切,是构效关系研究的重要内容。是构效关系研究的重要内容。有的药物体外试验具有强烈活性(符合受体要求),但有的药物体外试验具有强烈活性(符合受体要求),但体内几乎无效,说明其结构并不一定具有体内几乎无效,说明其结构并不一定具有转运过程转运过程 所要求的最合适的理化参数,无法接近作用部位,故所要求的最合适的理化参数,无法接近作用部位,故 体内几乎无效体内几乎无效(药效
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