药物作用生物学基础.pptx
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1、药物在生物体内能够发挥各种生理作用,本质在于药物与生物药物在生物体内能够发挥各种生理作用,本质在于药物与生物体内的各种靶点产生特异性和非特异性结合,从而影响生物的体内的各种靶点产生特异性和非特异性结合,从而影响生物的各种生理过程。各种生理过程。根据药物与靶点在分子水平上的作用方式,药物分为两种类型:根据药物与靶点在分子水平上的作用方式,药物分为两种类型:非特异性结构药物(非特异性结构药物(Structural Nonspecific Drug)Structural Nonspecific Drug)和特异性和特异性结构药物(结构药物(Structural Specific Drug)Struc
2、tural Specific Drug)。第一节第一节 生物靶点生物靶点第1页/共66页非特异性结构药物与药物的其化学结构关系较小,非特异性结构药物与药物的其化学结构关系较小,主要受药物的理化性质的影响。主要受药物的理化性质的影响。如全身麻醉药,主要是一些低沸点的卤代烃,醇,如全身麻醉药,主要是一些低沸点的卤代烃,醇,醚,烯烃等,作用强度主要受药物脂水分布系数醚,烯烃等,作用强度主要受药物脂水分布系数的影响。的影响。第2页/共66页特异性结构药物的作用主要通过药物分子与受体特异性结构药物的作用主要通过药物分子与受体(生物大分子)的有效结合,包括在立体空间上(生物大分子)的有效结合,包括在立体空
3、间上的互补、电荷分布上的匹配、以及其他各种分子的互补、电荷分布上的匹配、以及其他各种分子间相互作用。间相互作用。第3页/共66页药物作用的生物靶点药物作用的生物靶点受体受体 (包括离子通道)包括离子通道)酶酶核酸核酸载体蛋白载体蛋白类脂类脂糖类糖类在目前的上市药物中,以受体为靶点的占在目前的上市药物中,以受体为靶点的占5858,以酶为靶点的占,以酶为靶点的占2222,核酸的占,核酸的占3 3,其他靶点占,其他靶点占1717。第4页/共66页一、受一、受 体体受体是位于细胞膜或细胞内能识别相应化学信使并与受体是位于细胞膜或细胞内能识别相应化学信使并与之结合,产生某些生物学效应的一类物质。受体具有
4、之结合,产生某些生物学效应的一类物质。受体具有饱和性、亲和性和特异性等特征。饱和性、亲和性和特异性等特征。1 1、受体的分类、受体的分类受体受体细胞质膜受体细胞质膜受体细胞内受体细胞内受体通道性受体通道性受体G G蛋白偶联受体蛋白偶联受体催化性受体催化性受体第5页/共66页第6页/共66页(1 1)通道性受体通道性受体通道性受体是细胞膜上的跨膜蛋白质,受体本身构成通道性受体是细胞膜上的跨膜蛋白质,受体本身构成离子通道,能识别配体并与其特异性结合。当受体与离子通道,能识别配体并与其特异性结合。当受体与配体结合后,分子构象改变,使其离子通道打开,选配体结合后,分子构象改变,使其离子通道打开,选择性
5、地促进细胞内外离子快速流动,产生极化或去极择性地促进细胞内外离子快速流动,产生极化或去极化作用。在几个毫秒内引起膜电位变化,从而传递信化作用。在几个毫秒内引起膜电位变化,从而传递信息,产生生物效应。息,产生生物效应。(2 2)G G蛋白偶联受体蛋白偶联受体这类受体的共同作用模式为:受体与配体结合后,导这类受体的共同作用模式为:受体与配体结合后,导致受体变构,之后受体在胞浆侧与致受体变构,之后受体在胞浆侧与G G蛋白结合,后者再蛋白结合,后者再激活或抑制质膜上一定的酶。改变了活性的酶可催化激活或抑制质膜上一定的酶。改变了活性的酶可催化(或抑制)胞内信使分子的产生或减少,引发特定的(或抑制)胞内信
6、使分子的产生或减少,引发特定的生物学效应。生物学效应。第7页/共66页(3 3)催化性受体催化性受体受体本身就具有酶的活性,这类受体在结构上分为三受体本身就具有酶的活性,这类受体在结构上分为三个区域:个区域:位于质膜外的配体结合区域;位于质膜外的配体结合区域;跨膜区域;跨膜区域;处于胞浆侧的催化区域,具有酶的活性。当配体与处于胞浆侧的催化区域,具有酶的活性。当配体与受体结合时,可激活受体胞内区的酶活性,进而影响受体结合时,可激活受体胞内区的酶活性,进而影响细胞内信息传递体系,产生生物效应。细胞内信息传递体系,产生生物效应。(4 4)胞内受体胞内受体这类受体位于可溶性胞浆或细胞核内,脂溶性配体分
7、这类受体位于可溶性胞浆或细胞核内,脂溶性配体分子透过质膜进入胞内,与胞浆或核内受体特异结合,子透过质膜进入胞内,与胞浆或核内受体特异结合,调节某一特异基因的转录、表达,从而调节靶细胞的调节某一特异基因的转录、表达,从而调节靶细胞的代谢。代谢。第8页/共66页二、化学信使二、化学信使化学信使主要有神经递质和激素化学信使主要有神经递质和激素化学信使与受体的结合启动很多的生理活动,在化学信使与受体的结合启动很多的生理活动,在此过程中,化学信使可以不进入细胞。此过程中,化学信使可以不进入细胞。第9页/共66页(1 1)神经递质)神经递质神经递质是由神经末梢释放的一些化学物质,神经递质是由神经末梢释放的
8、一些化学物质,用于神经系统向细胞传递信息,通常是一些小用于神经系统向细胞传递信息,通常是一些小分子化合物,如乙酰胆碱、去甲肾上腺素、多分子化合物,如乙酰胆碱、去甲肾上腺素、多巴胺和巴胺和5 5羟基色胺等。羟基色胺等。第10页/共66页(2 2)激)激 素素激素由特别的腺体或细胞分泌,随血液流遍全身并激活所有能识别它们的受体。激素由特别的腺体或细胞分泌,随血液流遍全身并激活所有能识别它们的受体。如:皮质激素、性激素、生长激素、胰岛素等。如:皮质激素、性激素、生长激素、胰岛素等。第11页/共66页三、作用于受体的药物三、作用于受体的药物药物药物受体拮抗剂受体拮抗剂受体激动剂受体激动剂直接作用激动剂
9、直接作用激动剂间接作用激动剂间接作用激动剂直接作用拮抗剂直接作用拮抗剂间接作用拮抗剂间接作用拮抗剂第12页/共66页药物能与受体直接结合,激动受体而产生效应的药物。其中有分为完全激动剂和药物能与受体直接结合,激动受体而产生效应的药物。其中有分为完全激动剂和部分激动剂。部分激动剂。(1 1)直接作用激动药)直接作用激动药(2 2)间接作用激动药)间接作用激动药通过多种间接的方式来增强内源性配体的作用,通过多种间接的方式来增强内源性配体的作用,通常这种药通过增加内源性配体的水平或延长通常这种药通过增加内源性配体的水平或延长内源性配体的作用时间。内源性配体的作用时间。第13页/共66页(3 3)直接
10、作用拮抗药)直接作用拮抗药药物能与受体结合,具有较强的亲和力而无内药物能与受体结合,具有较强的亲和力而无内在活性,并可拮抗激动剂的药物。在活性,并可拮抗激动剂的药物。(4 4)间接作用拮抗药)间接作用拮抗药间接作用拮抗药通过各种间接的方式来降低内间接作用拮抗药通过各种间接的方式来降低内源性配体对受体的作用。源性配体对受体的作用。第14页/共66页四、作用于酶的药物四、作用于酶的药物1 1、酶抑制剂、酶抑制剂这类药物的作用对象是酶本身,通过各种作用这类药物的作用对象是酶本身,通过各种作用方式,降低或消除酶的功能,从而影响由该酶方式,降低或消除酶的功能,从而影响由该酶催化的特定反应而发挥疗效作用。
11、催化的特定反应而发挥疗效作用。酶的催化过程酶的催化过程第15页/共66页酶的作用机制酶的作用机制第16页/共66页2 2、酶抑制剂的类型、酶抑制剂的类型(1 1)竞争性抑制剂)竞争性抑制剂竞争性抑制剂与天然的底物竞争酶的活性位点竞争性抑制剂与天然的底物竞争酶的活性位点第17页/共66页(2 2)非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂非竞争型抑制剂结合在酶的变构位点上,使非竞争型抑制剂结合在酶的变构位点上,使酶的活性位点发生变形,使其不能与正常的酶的活性位点发生变形,使其不能与正常的底物结合。底物结合。第18页/共66页(3 3)不可逆抑制剂不可逆抑制剂不可逆抑制剂一般与酶的氨基或羟基发生共价不可逆抑制剂
12、一般与酶的氨基或羟基发生共价结合,使酶的结构和功能发生不可逆变化,从结合,使酶的结构和功能发生不可逆变化,从而完全失活。而完全失活。第19页/共66页五、作用于核酸的药物五、作用于核酸的药物核酸有核酸有DNADNA和和RNARNA两种,两种,RNARNA有三种类型:信使有三种类型:信使RNARNA(mRNA),mRNA),核糖体核糖体RNARNA(rRNA)rRNA),转运,转运RNARNA(tRNA)tRNA)。第20页/共66页1 1、DNADNA嵌如剂嵌如剂这类药物以嵌如折叠的碱基对的方式与这类药物以嵌如折叠的碱基对的方式与DNADNA结合,引起结合,引起DNADNA双螺旋扭曲,从双螺旋
13、扭曲,从而抑制而抑制DNADNA复制,阻止蛋白质合成。主要有抗菌药物和抗肿瘤药物。复制,阻止蛋白质合成。主要有抗菌药物和抗肿瘤药物。第21页/共66页2 2、烷化剂、烷化剂烷化剂含有一个亲电性的官能团,能够与烷化剂含有一个亲电性的官能团,能够与DNADNA或或RNARNA上的碱基进行反应,破坏上的碱基进行反应,破坏DNADNA或或RNARNA的正常功能。的正常功能。第22页/共66页3.3.链切断剂链切断剂某些药物能够与某些药物能够与DNADNA反应,导致反应,导致DNADNA链被切断,导致细胞死亡。链被切断,导致细胞死亡。第23页/共66页4 4、反义治疗药物、反义治疗药物 一些具有特殊结构
14、的寡核苷酸,含有与靶一些具有特殊结构的寡核苷酸,含有与靶mRNAmRNA碎片互补的碱基对结构,因此碎片互补的碱基对结构,因此能够结合到能够结合到mRNAmRNA的特定部位,阻断目标蛋白质的合成。的特定部位,阻断目标蛋白质的合成。第24页/共66页六、作用于载体蛋白的药物六、作用于载体蛋白的药物载体蛋白是一类特殊的蛋白质,能够自由地在载体蛋白是一类特殊的蛋白质,能够自由地在细胞膜上游动,达到细胞的内外表面,在生物细胞膜上游动,达到细胞的内外表面,在生物体内负责转运重要的极性分子,使之通过细胞体内负责转运重要的极性分子,使之通过细胞膜。膜。第25页/共66页载体蛋白抑制剂载体蛋白抑制剂某些药物能够
15、抑制载体蛋白转运它的自然宿客。某些药物能够抑制载体蛋白转运它的自然宿客。如三环类抗抑郁药物,可卡因等。如三环类抗抑郁药物,可卡因等。第26页/共66页药物药物“偷运偷运”药物与一个自然底物结合,然后被载体蛋白转运进入细胞内。药物与一个自然底物结合,然后被载体蛋白转运进入细胞内。第27页/共66页七、作用于类脂的药物七、作用于类脂的药物细胞膜是由磷脂双分子层构成的薄膜,具有疏水性,水、离子和极性分子必须借细胞膜是由磷脂双分子层构成的薄膜,具有疏水性,水、离子和极性分子必须借助离子通道或载体蛋白才能进入细胞。助离子通道或载体蛋白才能进入细胞。全身麻醉药如乙醚、氯仿等能够溶解在细胞膜内,增加细胞膜的
16、流动性而产生麻全身麻醉药如乙醚、氯仿等能够溶解在细胞膜内,增加细胞膜的流动性而产生麻醉作用。醉作用。第28页/共66页一些抗菌药物能够在细菌的细胞膜上形成通道,使得离子和其他的极性小分一些抗菌药物能够在细菌的细胞膜上形成通道,使得离子和其他的极性小分子能够自由进出细胞,从而杀死细菌。如多黏菌素等。子能够自由进出细胞,从而杀死细菌。如多黏菌素等。第29页/共66页此外还有少数药物能够与类脂载体作此外还有少数药物能够与类脂载体作用,如万古霉素能够与运送糖肽的类用,如万古霉素能够与运送糖肽的类脂载体作用,从而抑制细菌细胞壁的脂载体作用,从而抑制细菌细胞壁的构建。构建。第30页/共66页八、作用于糖类
17、的药物八、作用于糖类的药物糖类在以前很少作为药物作用的靶点,然而近年来的研究表明糖类,特别是细胞表面的糖类对于细胞的识别、联系和黏合具有重要意义。将有很大的希望作为新型抗肿瘤、抗病毒、避孕药物的作用靶点。第31页/共66页第二节第二节 药物与靶点作用的化学本质药物与靶点作用的化学本质药物与靶点的相互作用包括多种的分子间作用药物与靶点的相互作用包括多种的分子间作用,如离子键如离子键,氢键氢键,配位键配位键,共共价键价键,疏水作用疏水作用,范德华力范德华力,电荷转移复合物电荷转移复合物,偶极偶极-偶极作用等偶极作用等.第32页/共66页几种分子间作用类型几种分子间作用类型-作用第33页/共66页1
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