Малые молекулы: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[отпатрулированная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правка
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
→Вторичные метаболиты: перевод раздела
м Исправление псевдозаголовков (см. Википедия:Доступность#Заголовки)
 
(не показано 18 промежуточных версий 12 участников)
Строка 1: Строка 1:
В [[молекулярная биология|молекулярной биологии]], [[биохимия|биохимии]] и [[фармакология|фармакологии]] термин «'''малые молекулы'''» обозначает [[химическое соединение|химические соединения]] со сравнительно малой молекулярной массой, то есть низкомолекулярные вещества (молекулярная масса не более 900 [[Атомная единица массы|дальтон]]),<ref name = "Dougherty_Pucci_2012">{{cite book | editor = Dougherty TJ, Pucci MJ | title = Antibiotic Discovery and Development | year = 2012 | publisher = | location = | isbn = 978-1-4614-1400-1 | author = Macielag MJ | chapter = Chemical properties of antibacterials and their uniqueness | pages = 801–2 | quote = The majority of [oral] drugs from the general reference set have molecular weights below 550. In contrast the molecular weight distribution of oral antibacterial agents is bimodal—between 340 and 450 Da but with another group in the 700–900 molecular weight range. | chapterurl = http://books.google.com/books?id=av5SHPiHVcsC&lpg=PA800&ots=Poh9XTWpBC&dq=oral%20drug%20molecular%20weight%20distribution%20antibiotics&pg=PA800#v=onepage&q&f=false }}</ref> обладающие той или иной [[биология|биологической]] активностью, то есть способностью регулировать или воздействовать на те или иные биологические процессы. Характерный размер «малых молекул» не более 10<sup>−9</sup> м. Большинство лекарств являются малыми молекулами (то есть низкомолекулярными веществами).
'''Малые молекулы''' — термин в [[молекулярная биология|молекулярной биологии]], [[биохимия|биохимии]] и [[фармакология|фармакологии]]; обозначает [[химическое соединение|химические соединения]] со сравнительно малой молекулярной массой, то есть низкомолекулярные вещества (молекулярная масса не более 900 [[Атомная единица массы|дальтон]])<ref name = "Dougherty_Pucci_2012">{{книга |заглавие=Antibiotic Discovery and Development |год=2012 |isbn=978-1-4614-1400-1 |часть=Chemical properties of antibacterials and their uniqueness |страницы=801—802 |цитата=The majority of [oral] drugs from the general reference set have molecular weights below 550. In contrast the molecular weight distribution of oral antibacterial agents is bimodal—between 340 and 450 Da but with another group in the 700–900 molecular weight range. |ссылка часть=https://books.google.com/books?id=av5SHPiHVcsC&lpg=PA800&ots=Poh9XTWpBC&dq=oral%20drug%20molecular%20weight%20distribution%20antibiotics&pg=PA800#v=onepage&q&f=false |язык=und |автор=Macielag M. J. |ответственный=Dougherty T. J., Pucci M. J.}}</ref> и обладающие той или иной [[биология|биологической]] активностью, то есть способностью регулировать или воздействовать на те или иные биологические процессы. Характерный размер «малых молекул» не более 10<sup>−9</sup> м. Определяющим свойством малых молекул является способность проникать в клетку и покидать ее без помощи других молекул{{sfn|Пескин|2023|с= 204}}. Большинство лекарств являются малыми молекулами (то есть низкомолекулярными веществами).


Верхний предел молекулярной массы «малой молекулы» — приблизительно 900 дальтон, что позволяет многим из этих «малых молекул» (при условии, конечно, также их достаточной [[липофильность|липофильности]], то есть достаточно хорошей растворимости в [[липиды|липидах]]) достаточно быстро проникать сквозь липидный бислой [[мембрана клетки|клеточной мембраны]] и достигать своих внутриклеточных мишеней.<ref name = "Dougherty_Pucci_2012"/><ref name="pmid12036371">{{cite journal | author = Veber DF, Johnson SR, Cheng HY, Smith BR, Ward KW, Kopple KD | title = Molecular properties that influence the oral bioavailability of drug candidates | journal = J. Med. Chem. | volume = 45 | issue = 12 | pages = 2615–23 |date=June 2002 | pmid = 12036371 | doi = 10.1021/jm020017n }}</ref> Кроме того, достаточно малая молекулярная масса (менее 900 дальтон) является также необходимым, но не достаточным условием для обеспечения адекватной [[биодоступность|биодоступности]] того или иного потенциального кандидата в лекарственные препараты при [[пероральный приём|пероральном приёме]]. Для потенциальных кандидатов в лекарственные препараты так называемым «правилом пяти» рекомендуется даже несколько меньший максимальный размер молекулы (не более 500 дальтон). Эта рекомендация основывается на статистическом наблюдении, что частота жалоб на побочные эффекты или неэффективность терапии и частота отказов от продолжения терапии в предварительных клинических испытаниях была в среднем значительно меньше в случае потенциальных лекарств-кандидатов с молекулярной массой меньшей 500 дальтон, чем при молекулярной массе между 500 и 900 дальтон.<ref>{{cite journal | author = Lipinski CA | title = Lead-and drug-like compounds: the rule-of-five revolution | journal = Drug Discovery Today: Technologies |date=December 2004 | volume = 1 | issue = 4 | pages = 337–341 | doi = 10.1016/j.ddtec.2004.11.007 }}</ref><ref name="pmid17971784">{{cite journal | author = Leeson PD, Springthorpe B | title = The influence of drug-like concepts on decision-making in medicinal chemistry | journal = Nature Reviews Drug Discovery | volume = 6 | issue = 11 | pages = 881–90 |date=November 2007 | pmid = 17971784 | doi = 10.1038/nrd2445 }}</ref>
Верхний предел молекулярной массы «малой молекулы» — приблизительно 900 дальтон, что позволяет многим из этих «малых молекул» (при условии, конечно, также их достаточной [[липофильность|липофильности]], то есть достаточно хорошей растворимости в [[липиды|липидах]]) достаточно быстро проникать сквозь липидный бислой [[мембрана клетки|клеточной мембраны]] и достигать своих внутриклеточных мишеней.<ref name = "Dougherty_Pucci_2012"/><ref name="pmid12036371">{{статья |заглавие=Molecular properties that influence the oral bioavailability of drug candidates |издание={{Нп3|Journal of Medicinal Chemistry|J. Med. Chem.||Journal of Medicinal Chemistry}} |том=45 |номер=12 |страницы=2615—2623 |pmid=12036371 |doi=10.1021/jm020017n |язык=en |тип=journal |автор=Veber D. F., Johnson S. R., Cheng H. Y., Smith B. R., Ward K. W., Kopple K. D. |месяц=6 |год=2002}}</ref> Кроме того, достаточно малая молекулярная масса (менее 900 дальтон{{efn|Единица измерения массы атомов, молекул, а также вирусов, клеток и их структур (хромосом, рибосом, митохондрий и др.), равная 1/12 массы атома углерода, или 1,661·10–24 грамм}}) является также необходимым, но не достаточным условием для обеспечения адекватной [[биодоступность|биодоступности]] того или иного потенциального кандидата в лекарственные препараты при [[пероральный приём|пероральном приёме]]. Для потенциальных кандидатов в лекарственные препараты так называемым «правилом пяти» рекомендуется даже несколько меньший максимальный размер молекулы (не более 500 дальтон). Эта рекомендация основывается на статистическом наблюдении, что частота жалоб на побочные эффекты или неэффективность терапии и частота отказов от продолжения терапии в предварительных клинических испытаниях была в среднем значительно меньше в случае потенциальных лекарств-кандидатов с молекулярной массой меньшей 500 дальтон, чем при молекулярной массе между 500 и 900 дальтон.<ref>{{статья |заглавие=Lead-and drug-like compounds: the rule-of-five revolution |издание={{Нп3|Drug Discovery Today|Drug Discovery Today: Technologies||Drug Discovery Today}} |том=1 |номер=4 |страницы=337—341 |doi=10.1016/j.ddtec.2004.11.007 |язык=en |тип=journal |автор=Lipinski C. A. |месяц=12 |год=2004}}</ref><ref name="pmid17971784">{{статья |заглавие=The influence of drug-like concepts on decision-making in medicinal chemistry |издание=[[Nature Reviews Drug Discovery]] |том=6 |номер=11 |страницы=881—890 |pmid=17971784 |doi=10.1038/nrd2445 |язык=en |тип=journal |автор=Leeson P. D., Springthorpe B. |месяц=11 |год=2007}}</ref>


В фармакологии значение термина «малые молекулы» обычно ещё больше сужают, ограничивая его только теми из «малых молекул» (то есть низкомолекулярных веществ), которые способны связываться с определёнными, чётко установленными, биологическими молекулярными мишенями — теми или иными специфическими биополимерами, такими, как тот или иной [[клеточный рецептор|рецепторный]], [[фермент]]ный или регуляторный [[белки|белок]] или [[нуклеиновые кислоты|нуклеиновая кислота]], и действовать как [[эффектор]], изменяя химическую структуру, пространственную конформацию, активность или функцию данного биополимера. Малые молекулы могут выполнять различные биологические функции, в частности служить [[передача сигнала (биология)|передатчиками сигнала]], лекарствами в [[медицина|медицинской практике]], [[удобрение|удобрениями]], [[пестицид]]ами, [[инсектицид]]ами и [[гербицид]]ами в [[сельское хозяйство|сельском хозяйстве]] и др. Эти низкомолекулярные соединения («малые молекулы») могут быть природного происхождения (как, например, вторичные метаболиты) или искусственными, синтетическими (как, например, противовирусные лекарства). Они могут оказывать положительное действие при каких-то заболеваниях (как, например, лекарства) или могут быть вредными и токсичными (как, например, низкомолекулярные яды, [[канцероген]]ы, [[мутаген]]ы, [[тератоген]]ы). Биополимеры, такие, как нуклеиновые кислоты, белки, [[полисахариды]] (такие, как [[крахмал]], [[гликоген]], [[целлюлоза]]) не являются «малыми молекулами», однако составляющие их мономеры — такие, как рибо- или дезоксирибонуклеотиды, аминокислоты, моносахариды, соответственно — часто причисляют к «малым молекулам». Очень малые олигомеры, состоящие из этих мономеров, такие, как, например, динуклеотиды, тринуклеотиды и другие олигонуклеотиды, короткоцепочечные [[пептид]]ы (олигопептиды), такие, как [[глютатион]] или [[окситоцин]], [[дисахарид]]ы, такие, как [[сахароза]], часто также причисляют к малым молекулам.
В фармакологии значение термина «малые молекулы» обычно ещё больше сужают, ограничивая его только теми из «малых молекул» (то есть низкомолекулярных веществ), которые способны связываться с определёнными, чётко установленными, биологическими молекулярными мишенями — теми или иными специфическими биополимерами, такими, как тот или иной [[клеточный рецептор|рецепторный]], [[фермент]]ный или регуляторный [[белки|белок]] или [[нуклеиновые кислоты|нуклеиновая кислота]], и действовать как [[эффектор]], изменяя химическую структуру, пространственную конформацию, активность или функцию данного биополимера. Малые молекулы могут выполнять различные биологические функции, в частности служить [[передача сигнала (биология)|передатчиками сигнала]], лекарствами в [[медицина|медицинской практике]], [[удобрение|удобрениями]], [[пестицид]]ами, [[инсектицид]]ами и [[гербицид]]ами в [[сельское хозяйство|сельском хозяйстве]] и др. Эти низкомолекулярные соединения («малые молекулы») могут быть природного происхождения (как, например, вторичные метаболиты) или искусственными, синтетическими (как, например, противовирусные лекарства). Они могут оказывать положительное действие при каких-то заболеваниях (как, например, лекарства) или могут быть вредными и токсичными (как, например, низкомолекулярные яды, [[канцероген]]ы, [[мутаген]]ы, [[тератоген]]ы). Биополимеры, такие, как нуклеиновые кислоты, белки, [[полисахариды]] (такие, как [[крахмал]], [[гликоген]], [[целлюлоза]]) не являются «малыми молекулами», однако составляющие их мономеры — такие, как рибо- или дезоксирибонуклеотиды, аминокислоты, моносахариды, соответственно — часто причисляют к «малым молекулам». Очень малые олигомеры, состоящие из этих мономеров, такие, как, например, динуклеотиды, тринуклеотиды и другие олигонуклеотиды, короткоцепочечные [[пептид]]ы (олигопептиды), такие, как [[глютатион]] или [[окситоцин]], [[дисахарид]]ы, такие, как [[сахароза]], часто также причисляют к малым молекулам.
Строка 10: Строка 10:


== Лекарства ==
== Лекарства ==
Большинство [[Лекарственное средство|лекарственных средств]] являются малыми молекулами, хотя некоторые препараты могут быть [[Белок|белками]] (например, [[инсулин]] и другие [[биологические препараты]]). Многие белки при приёме [[Пероральный приём лекарственных средств|перорально]] разлагаются и не способны проникнуть через [[Клеточная мембрана|клеточную мембрану]]. Низкомолекулярные вещества обладают лучшей биодоступностью, хотя многие из них могут усваиваться только в виде [[Пролекарства|пролекарств]]. Низкомолекулярных лекарства в большинстве случаев можно принимать перорально, в то время как лекарства белковой природы требуют, как правило, [[Парентеральное введение лекарственных средств|парентерального способа введения]]<ref name="Ganellin_2013">{{cite book | author = Samanen J | editor = Ganellin CR, Jefferis R, Roberts SM | title = Introduction to Biological and Small Molecule Drug Research and Development: theory and case studies | edition = Kindle | publisher = Academic Press | location = New York | year = 2013 | pages = | quote = Table 5.13: Route of Administration: Small Molecules: oral administration usually possible; Biomolecules: Usually administered parenterally | chapterurl = http://books.google.com/books?id=342JY314Fl4C&lpg=PA186&dq=small%20molecule%20vs%20biologics%20oral&pg=PA187#v=onepage&q=small%20molecule%20vs%20biologics%20oral&f=false | isbn = 978-0-12-397176-0 | asin = B00CXO99RG | chapter = Chapter 5.2 How do SMDs differ from biomolecular drugs? | doi = 10.1016/B978-0-12-397176-0.00005-4 }}</ref>.
Большинство [[Лекарственное средство|лекарственных средств]] являются малыми молекулами, хотя некоторые препараты могут быть [[Белок|белками]] (например, [[инсулин]] и другие [[биологические препараты]]). Многие белки при приёме [[Пероральный приём лекарственных средств|перорально]] разлагаются и не способны проникнуть через [[Клеточная мембрана|клеточную мембрану]]. Низкомолекулярные вещества обладают лучшей биодоступностью, хотя многие из них могут усваиваться только в виде [[Пролекарства|пролекарств]]. Низкомолекулярных лекарства в большинстве случаев можно принимать перорально, в то время как лекарства белковой природы требуют, как правило, [[Парентеральное введение лекарственных средств|парентерального способа введения]]<ref name="Ganellin_2013">{{книга |заглавие=Introduction to Biological and Small Molecule Drug Research and Development: theory and case studies |издание=Kindle |издательство=[[Academic Press]] |место=New York |год=2013 |цитата=Table 5.13: Route of Administration: Small Molecules: oral administration usually possible; Biomolecules: Usually administered parenterally |ссылка часть=https://books.google.com/books?id=342JY314Fl4C&lpg=PA186&dq=small%20molecule%20vs%20biologics%20oral&pg=PA187#v=onepage&q=small%20molecule%20vs%20biologics%20oral&f=false |isbn=978-0-12-397176-0 |asin=B00CXO99RG |часть=Chapter 5.2 How do SMDs differ from biomolecular drugs? |doi=10.1016/B978-0-12-397176-0.00005-4 |язык=en |автор=Samanen J. |ответственный=Ganellin C. R., Jefferis R., Roberts S. M.}}</ref>.


== Вторичные метаболиты ==
== Вторичные метаболиты ==
Широкий спектр организмов, включая бактерии, грибы и растения, производят низкомолекулярные [[вторичные метаболиты]], также известные как {{нп5|Натуральный продукт|натуральные продукты|en|Natural product}}, играющие роль в [[Передача сигнала (биология)|передаче сигналов]], пигментации и защите от хищников. Вторичные метаболиты — богатый источник биологически активных соединений, и поэтому часто исследуются в рамках поиска новых лекарств<ref name="isbn978-0-444-53836-9">{{cite book | editor = Atta-ur-Rahman | title = Studies in Natural Products Chemistry | volume = 36 | language = | publisher = Elsevier | location = Amsterdam | year = 2012 | quote = | isbn = 978-0-444-53836-9 }}</ref>. Примеры таких веществ:
Широкий спектр организмов, включая бактерии, грибы и растения, производят низкомолекулярные [[вторичные метаболиты]], также известные как {{нп5|Натуральный продукт|натуральные продукты|en|Natural product}}, играющие роль в [[Передача сигнала (биология)|передаче сигналов]], пигментации и защите от хищников. Вторичные метаболиты — богатый источник биологически активных соединений, и поэтому часто исследуются в рамках поиска новых лекарств<ref name="isbn978-0-444-53836-9">{{книга |заглавие=Studies in Natural Products Chemistry |том=36 |издательство=[[Elsevier]] |место=Amsterdam |год=2012 |isbn=978-0-444-53836-9 |язык=und |ответственный=Atta-ur-Rahman}}</ref>. Примеры таких веществ:
* [[Алкалоиды]]
* [[Алкалоиды]]
* [[Гликозиды]]
* [[Гликозиды]]
Строка 28: Строка 28:
[[Файл:Regen2.svg|thumb|200px|Cell culture example of a small molecule as a tool instead of a protein. in [[cell culture]] to obtain a [[Islets of Langerhans|pancreatic lineage]] from [[mesoderm]]al [[stem cells]] the [[retinoic acid]] signalling pathway must be activated while the [[sonic hedgehog]] pathway inhibited, which can be done by adding to the [[Growth medium|media]] anti-shh [[antibodies]], [[HHIP|Hedgehog interacting protein]] or [[cyclopamine]], the first two are protein and the last a small molecule.<ref name="pmid17272496">{{cite journal | author = Mfopou JK, De Groote V, Xu X, Heimberg H, Bouwens L | title = Sonic hedgehog and other soluble factors from differentiating embryoid bodies inhibit pancreas development | journal = Stem Cells | volume = 25 | issue = 5 | pages = 1156–65 |date=May 2007 | pmid = 17272496 | doi = 10.1634/stemcells.2006-0720 }}</ref>]] Enzymes and receptors are often activated or inhibited by [[Ligand (biochemistry)|endogenous protein]], but can be also inhibited by endogenous or exogenous [[Enzyme inhibitor|small molecule inhibitors]] or [[Enzyme inhibitor|activators]] which can bind to the [[active site]] or on the [[Allosteric regulation|allosteric site]].
[[Файл:Regen2.svg|thumb|200px|Cell culture example of a small molecule as a tool instead of a protein. in [[cell culture]] to obtain a [[Islets of Langerhans|pancreatic lineage]] from [[mesoderm]]al [[stem cells]] the [[retinoic acid]] signalling pathway must be activated while the [[sonic hedgehog]] pathway inhibited, which can be done by adding to the [[Growth medium|media]] anti-shh [[antibodies]], [[HHIP|Hedgehog interacting protein]] or [[cyclopamine]], the first two are protein and the last a small molecule.<ref name="pmid17272496">{{cite journal | author = Mfopou JK, De Groote V, Xu X, Heimberg H, Bouwens L | title = Sonic hedgehog and other soluble factors from differentiating embryoid bodies inhibit pancreas development | journal = Stem Cells | volume = 25 | issue = 5 | pages = 1156–65 |date=May 2007 | pmid = 17272496 | doi = 10.1634/stemcells.2006-0720 }}</ref>]] Enzymes and receptors are often activated or inhibited by [[Ligand (biochemistry)|endogenous protein]], but can be also inhibited by endogenous or exogenous [[Enzyme inhibitor|small molecule inhibitors]] or [[Enzyme inhibitor|activators]] which can bind to the [[active site]] or on the [[Allosteric regulation|allosteric site]].


An example is the teratogen and carcinogen [[phorbol 12-myristate 13-acetate]], which is a plant terpene that activates [[protein kinase C]], which promotes cancer, making it a useful investigative tool.<ref name="isbn0-471-58651-X">{{cite book | author = Voet JG, Voet D | title = Biochemistry | edition = | language = | publisher = J. Wiley & Sons | location = New York | year = 1995 | origyear = | pages = | quote = | isbn = 0-471-58651-X }}</ref> There is also interest in creating small molecule [[artificial transcription factors]] to regulate [[gene expression]], examples include wrenchnolol (a wrench shaped molecule).<ref name="pmid17894442">{{cite journal | author = Koh JT, Zheng J | title = The new biomimetic chemistry: artificial transcription factors | journal = ACS Chem. Biol. | volume = 2 | issue = 9 | pages = 599–601 |date=September 2007 | pmid = 17894442 | doi = 10.1021/cb700183s | url = | issn = }}</ref>
An example is the teratogen and carcinogen [[phorbol 12-myristate 13-acetate]], which is a plant terpene that activates [[protein kinase C]], which promotes cancer, making it a useful investigative tool.<ref name="isbn0-471-58651-X">{{cite book | author = Voet JG, Voet D | title = Biochemistry | url = https://archive.org/details/biochemistry00voet_0 | edition = | language = | publisher = J. Wiley & Sons | location = New York | year = 1995 | origyear = | pages = | quote = | isbn = 0-471-58651-X }}</ref> There is also interest in creating small molecule [[artificial transcription factors]] to regulate [[gene expression]], examples include wrenchnolol (a wrench shaped molecule).<ref name="pmid17894442">{{cite journal | author = Koh JT, Zheng J | title = The new biomimetic chemistry: artificial transcription factors | journal = ACS Chem. Biol. | volume = 2 | issue = 9 | pages = 599–601 |date=September 2007 | pmid = 17894442 | doi = 10.1021/cb700183s | url = | issn = }}</ref>


Binding of [[Ligand (biochemistry)|ligand]] can be characterised using a variety of analytical techniques such as [[surface plasmon resonance]], [[microscale thermophoresis]]<ref name="pmid20981028">{{cite journal | author = Wienken CJ, Baaske P, Rothbauer U, Braun D, Duhr S | title = Protein-binding assays in biological liquids using microscale thermophoresis | journal = Nat Commun | volume = 1 | issue = | pages = 100 | year = 2010 | pmid = 20981028 | doi = 10.1038/ncomms1093 }}</ref> or [[dual polarisation interferometry]] to quantify the reaction affinities and kinetic properties and also any induced [[conformational change]].
Binding of [[Ligand (biochemistry)|ligand]] can be characterised using a variety of analytical techniques such as [[surface plasmon resonance]], [[microscale thermophoresis]]<ref name="pmid20981028">{{cite journal | author = Wienken CJ, Baaske P, Rothbauer U, Braun D, Duhr S | title = Protein-binding assays in biological liquids using microscale thermophoresis | journal = Nat Commun | volume = 1 | issue = | pages = 100 | year = 2010 | pmid = 20981028 | doi = 10.1038/ncomms1093 }}</ref> or [[dual polarisation interferometry]] to quantify the reaction affinities and kinetic properties and also any induced [[conformational change]].
Строка 48: Строка 48:


== Примечания ==
== Примечания ==
'''Комментарии'''
{{комментарии}}
'''Источники'''
{{примечания|2}}
{{примечания|2}}

== Литература ==
* {{книга |автор= Сара Мэннинг Пескин|заглавие = В молекуле от безумия. Истории о том, как ломается мозг|оригинал= Sara Manning Peskin. A Molecule Away from Madness: Tales of the Hijacked Brain| место= М.|издательство= Альпина Паблишер|год= 2023|страницы=224|isbn=978-5-9614-7697-2|ref = Пескин}}


== Ссылки ==
== Ссылки ==
Строка 55: Строка 61:
[[Категория:Биохимия]]
[[Категория:Биохимия]]
[[Категория:Передача сигнала (биология)]]
[[Категория:Передача сигнала (биология)]]
[[Категория:Лекарственные средства]]
[[Категория:Фармакология]]
[[Категория:Биологически активные вещества]]

Текущая версия от 07:01, 12 октября 2024

Малые молекулы — термин в молекулярной биологии, биохимии и фармакологии; обозначает химические соединения со сравнительно малой молекулярной массой, то есть низкомолекулярные вещества (молекулярная масса не более 900 дальтон)[1] и обладающие той или иной биологической активностью, то есть способностью регулировать или воздействовать на те или иные биологические процессы. Характерный размер «малых молекул» не более 10−9 м. Определяющим свойством малых молекул является способность проникать в клетку и покидать ее без помощи других молекул[2]. Большинство лекарств являются малыми молекулами (то есть низкомолекулярными веществами).

Верхний предел молекулярной массы «малой молекулы» — приблизительно 900 дальтон, что позволяет многим из этих «малых молекул» (при условии, конечно, также их достаточной липофильности, то есть достаточно хорошей растворимости в липидах) достаточно быстро проникать сквозь липидный бислой клеточной мембраны и достигать своих внутриклеточных мишеней.[1][3] Кроме того, достаточно малая молекулярная масса (менее 900 дальтон[a]) является также необходимым, но не достаточным условием для обеспечения адекватной биодоступности того или иного потенциального кандидата в лекарственные препараты при пероральном приёме. Для потенциальных кандидатов в лекарственные препараты так называемым «правилом пяти» рекомендуется даже несколько меньший максимальный размер молекулы (не более 500 дальтон). Эта рекомендация основывается на статистическом наблюдении, что частота жалоб на побочные эффекты или неэффективность терапии и частота отказов от продолжения терапии в предварительных клинических испытаниях была в среднем значительно меньше в случае потенциальных лекарств-кандидатов с молекулярной массой меньшей 500 дальтон, чем при молекулярной массе между 500 и 900 дальтон.[4][5]

В фармакологии значение термина «малые молекулы» обычно ещё больше сужают, ограничивая его только теми из «малых молекул» (то есть низкомолекулярных веществ), которые способны связываться с определёнными, чётко установленными, биологическими молекулярными мишенями — теми или иными специфическими биополимерами, такими, как тот или иной рецепторный, ферментный или регуляторный белок или нуклеиновая кислота, и действовать как эффектор, изменяя химическую структуру, пространственную конформацию, активность или функцию данного биополимера. Малые молекулы могут выполнять различные биологические функции, в частности служить передатчиками сигнала, лекарствами в медицинской практике, удобрениями, пестицидами, инсектицидами и гербицидами в сельском хозяйстве и др. Эти низкомолекулярные соединения («малые молекулы») могут быть природного происхождения (как, например, вторичные метаболиты) или искусственными, синтетическими (как, например, противовирусные лекарства). Они могут оказывать положительное действие при каких-то заболеваниях (как, например, лекарства) или могут быть вредными и токсичными (как, например, низкомолекулярные яды, канцерогены, мутагены, тератогены). Биополимеры, такие, как нуклеиновые кислоты, белки, полисахариды (такие, как крахмал, гликоген, целлюлоза) не являются «малыми молекулами», однако составляющие их мономеры — такие, как рибо- или дезоксирибонуклеотиды, аминокислоты, моносахариды, соответственно — часто причисляют к «малым молекулам». Очень малые олигомеры, состоящие из этих мономеров, такие, как, например, динуклеотиды, тринуклеотиды и другие олигонуклеотиды, короткоцепочечные пептиды (олигопептиды), такие, как глютатион или окситоцин, дисахариды, такие, как сахароза, часто также причисляют к малым молекулам.


Лекарства

[править | править код]

Большинство лекарственных средств являются малыми молекулами, хотя некоторые препараты могут быть белками (например, инсулин и другие биологические препараты). Многие белки при приёме перорально разлагаются и не способны проникнуть через клеточную мембрану. Низкомолекулярные вещества обладают лучшей биодоступностью, хотя многие из них могут усваиваться только в виде пролекарств. Низкомолекулярных лекарства в большинстве случаев можно принимать перорально, в то время как лекарства белковой природы требуют, как правило, парентерального способа введения[6].

Вторичные метаболиты

[править | править код]

Широкий спектр организмов, включая бактерии, грибы и растения, производят низкомолекулярные вторичные метаболиты, также известные как натуральные продукты[англ.], играющие роль в передаче сигналов, пигментации и защите от хищников. Вторичные метаболиты — богатый источник биологически активных соединений, и поэтому часто исследуются в рамках поиска новых лекарств[7]. Примеры таких веществ:

Исследовательские инструменты

[править | править код]

Антигеномная терапия

[править | править код]

См. также

[править | править код]

Примечания

[править | править код]

Комментарии

  1. ↑ Единица измерения массы атомов, молекул, а также вирусов, клеток и их структур (хромосом, рибосом, митохондрий и др.), равная 1/12 массы атома углерода, или 1,661·10–24 грамм

Источники

  1. ↑ 1 2 Macielag M. J. Chemical properties of antibacterials and their uniqueness // Antibiotic Discovery and Development (неопр.) / Dougherty T. J., Pucci M. J.. — 2012. — С. 801—802. — ISBN 978-1-4614-1400-1.
  2. ↑ Пескин, 2023, с. 204.
  3. ↑ Veber D. F., Johnson S. R., Cheng H. Y., Smith B. R., Ward K. W., Kopple K. D. Molecular properties that influence the oral bioavailability of drug candidates (англ.) // J. Med. Chem.[англ.] : journal. — 2002. — June (vol. 45, no. 12). — P. 2615—2623. — doi:10.1021/jm020017n. — PMID 12036371.
  4. ↑ Lipinski C. A. Lead-and drug-like compounds: the rule-of-five revolution (англ.) // Drug Discovery Today: Technologies[англ.] : journal. — 2004. — December (vol. 1, no. 4). — P. 337—341. — doi:10.1016/j.ddtec.2004.11.007.
  5. ↑ Leeson P. D., Springthorpe B. The influence of drug-like concepts on decision-making in medicinal chemistry (англ.) // Nature Reviews Drug Discovery : journal. — 2007. — November (vol. 6, no. 11). — P. 881—890. — doi:10.1038/nrd2445. — PMID 17971784.
  6. ↑ Samanen J. Chapter 5.2 How do SMDs differ from biomolecular drugs? // Introduction to Biological and Small Molecule Drug Research and Development: theory and case studies (англ.) / Ganellin C. R., Jefferis R., Roberts S. M.. — Kindle. — New York: Academic Press, 2013. — ISBN 978-0-12-397176-0. — doi:10.1016/B978-0-12-397176-0.00005-4.
  7. ↑ Studies in Natural Products Chemistry (неопр.) / Atta-ur-Rahman. — Amsterdam: Elsevier, 2012. — Т. 36. — ISBN 978-0-444-53836-9.

Литература

[править | править код]
  • Сара Мэннинг Пескин. В молекуле от безумия. Истории о том, как ломается мозг = Sara Manning Peskin. A Molecule Away from Madness: Tales of the Hijacked Brain. — М.: Альпина Паблишер, 2023. — С. 224. — ISBN 978-5-9614-7697-2.

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Малые_молекулы&oldid=140739733