Малые молекулы
В молекулярной биологии, биохимии и фармакологии термин «малые молекулы» обозначает химические соединения со сравнительно малой молекулярной массой, то есть низкомолекулярные вещества (молекулярная масса не более 900 дальтон),[1] 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. 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][2] Кроме того, достаточно малая молекулярная масса (менее 900 дальтон) 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.[3][4]
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
Вторичные метаболиты
Исследовательские инструменты
Антигеномная терапия
См. также
- Метаболит
- Нейромедиатор
- Гормон
- Лекарство
- Сигнальные молекулы
- Сигнальные молекулы газообразных веществ
Примечания
- ↑ 1 2 Macielag MJ. Chemical properties of antibacterials and their uniqueness // Antibiotic Discovery and Development / Dougherty TJ, Pucci MJ. — 2012. — P. 801–2. — «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.». — ISBN 978-1-4614-1400-1.
- ↑ Veber DF, Johnson SR, Cheng HY, Smith BR, Ward KW, Kopple KD (June 2002). "Molecular properties that influence the oral bioavailability of drug candidates". J. Med. Chem. 45 (12): 2615—23. doi:10.1021/jm020017n. PMID 12036371.
{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка) - ↑ Lipinski CA (December 2004). "Lead-and drug-like compounds: the rule-of-five revolution". Drug Discovery Today: Technologies. 1 (4): 337—341. doi:10.1016/j.ddtec.2004.11.007.
- ↑ Leeson PD, Springthorpe B (November 2007). "The influence of drug-like concepts on decision-making in medicinal chemistry". Nature Reviews Drug Discovery. 6 (11): 881—90. doi:10.1038/nrd2445. PMID 17971784.