抑製劑是能與(yu) 蛋白質相互作用並降低靶蛋白生物活性的分子,包括酶抑製劑、轉錄因子抑製劑、離子通道阻滯劑、 等.小分子抑製劑的結構具有良好的空間分散性,其化學性質決(jue) 定了良好的成藥性和藥代動力學性質。這些特性使小分子抑製劑在藥物發現和開發過程中顯示出很大的優(you) 勢。因此,小分子抑製劑是一類潛在有用藥物。我們(men) 的產(chan) 品被納入各種醫學和製藥研究領域,例如 神經係統疾病, 癌症, 代謝性疾病 等等。它們(men) 可以作用於(yu) 流行的信號通路靶標,例如 PI3K/akt/mTOR, 細胞凋亡, 細胞周期/脫氧核糖核酸損傷(shang) , 賈克/統計 等等。
不可逆抑製 - 抑製劑通常通過共價(jia) 連接結合酶,這不可逆地使其失活。抑製劑可以破壞酶的結構和功能
可逆抑製-A可逆抑製劑通過非共價(jia) ,更容易逆轉的相互作用使酶失活。與(yu) 不可逆抑製劑不同,可逆抑製劑可以與(yu) 酶解離。 然後可以恢複酶的活性。可逆抑製可分為(wei) 以下幾類:
競爭(zheng) 性抑製 - 當與(yu) 底物分子非常相似的分子與(yu) 活性位點結合並阻止實際底物結合時,就會(hui) 發生競爭(zheng) 性抑製。
非競爭(zheng) 性抑製 - 當抑製劑在活性位點以外的位點與(yu) 酶結合時發生。此備用位置稱為(wei) 變構位點。結果,活性位點被改變,底物和酶不再像鎖和鑰匙一樣結合在一起。因此,酶不能催化反應。由於(yu) 抑製劑不與(yu) 底物直接競爭(zheng) ,因此增加底物水平對降低抑製劑的作用沒有影響。
非競爭(zheng) 性抑製 - 非競爭(zheng) 性抑製劑僅(jin) 與(yu) 酶 - 底物複合物結合,而不與(yu) 遊離酶結合。
拮抗劑:與(yu) 受體(ti) 結合時不產(chan) 生生物反應,而是阻斷或降低激動劑的作用。它可能是競爭(zheng) 性的,也可能是非競爭(zheng) 性的。
阻滯劑:也稱為(wei) 受體(ti) 拮抗劑。它們(men) 是與(yu) 受體(ti) 結合並阻斷激動劑作用的配體(ti) 。
激動劑:一種能夠結合和激活受體(ti) 的藥物,導致可能模仿天然物質的藥理反應。它可以分為(wei) 全部,部分或反向。
小分子抑製劑可以在自然界中找到,也可以在實驗室中人工生產(chan) 。天然存在的抑製劑對生命至關(guan) 重要,並調節許多代謝過程。此外,自然產(chan) 生的毒物通常是抑製劑,已經進化為(wei) 對抗捕食者、獵物和競爭(zheng) 生物的有毒劑。 人工抑製劑常用作藥物、殺蟲劑和除草劑。
用作治療疾病的藥物
這是抑製劑最常見的用途,因為(wei) 它們(men) 靶向人類酶並試圖糾正病理狀況。 大多數藥物治療各種慢性和危及生命的疾病,因為(wei) 它們(men) 的特異性和可以抑製的酶的效力。抑製劑用於(yu) 篩查推動抑製劑生長的各種疾病。
用作殺蟲劑和除草劑
許多殺蟲劑和除草劑都是酶抑製劑。從(cong) 昆蟲到人類,動物都含有一種叫做乙酰膽堿酯酶 (AChE) 的酶,這種酶通過將神經遞質乙酰膽堿分解成乙酸鹽和膽堿的機製,對神經細胞功能至關(guan) 重要。許多 AChE 抑製劑用於(yu) 醫藥和農(nong) 業(ye) 工業(ye) 。它也被有機磷農(nong) 藥不可逆地抑製。
控製新陳代謝
抑製劑在代謝控製中發揮作用。細胞中的許多代謝途徑受到控製酶活性的代謝物的抑製。這些代謝物通過底物抑製的變構調節來調節酶活性。
天然毒物質
植物和動物的進化必然會(hui) 導致它們(men) 產(chan) 生大量有毒物質,例如充當抑製劑的次級代謝物、肽和蛋白質。天然毒素通常是有機小分子,而且種類繁多,大多數代謝過程可能都有天然抑製劑。這些天然抑製劑不僅(jin) 針對酶,而且還針對結構蛋白功能和受體(ti) 通道。
分析傳(chuan) 感器
這些傳(chuan) 感器有助於(yu) 監測各種環境因素。了解酶的抑製和再生機製對許多研究人員來說非常重要,尤其是在使用固定化酶時。
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作為(wei) 治療許多疾病的有前途的治療分子,小分子抑製劑可以與(yu) 其他治療結合使用,例如RNA幹擾(RNAi)和其他化學生物學探針。然而,確定與(yu) 疾病相關(guan) 的最特異性小分子抑製劑仍然很困難。我們(men) 提供了一些指南,以幫助您確定對其預期靶標具有高親(qin) 和力的優(you) 化抑製劑:
查看相關(guan) 參考資料。作為(wei) 參考,一些抑製劑可能具有特定的選擇性和效力,作為(wei) 藥物或作為(wei) 化學生物學研究的工具。
評估抑製劑是否在體(ti) 外抑製靶標。合理的關(guan) 係應該是體(ti) 外生化測量的親(qin) 和力和有效細胞濃度之間的關(guan) 係。它在文獻中定期回顧或通過體(ti) 外實驗獲得。
測量抑製劑的有效性。盡可能使用低濃度的抑製劑,因為(wei) 濃度高於(yu) 10μM 時,抑製劑很有可能會(hui) 抑製預期目標以外的其他物質。
觀察是否有類似物抑製預期目標。有時,共享相同支架的相似抑製劑對細胞的效力與(yu) 它們(men) 在生化測定中的效力相同。
在每個(ge) 實驗中使用陰性對照。生化測定中密切相關(guan) 的類似物的失活。
使用陽性對照。為(wei) 了證明抑製劑的選擇性,有必要證明不同結構的抑製劑對細胞的效力與(yu) 它們(men) 在生化測定中的效力相同。
救援實驗。排除脫靶效應,挽救小分子誘導的表型是一種非常有用的方法。
由於(yu) 每個(ge) 新的小分子都考慮用於(yu) 您的研究,因此必須注意以下事項。
結構 應予以確認,其合成應可重現,以避免常見的毒性部分和泛測定幹擾部分 (PAINS)。這也避免了化學反應性基團。
穩定性 應保存在相關(guan) 媒體(ti) 中。應注意任何pH敏感性。活動應保留在培養(yang) 基中。分子不應表現出非特異性化學反應性,如氧化還原反應或膜不穩定。
溶解度 在水性介質中應足夠。它還需要平衡溶解度和親(qin) 脂性。高可溶性和帶電化合物可能顯示出低細胞或組織通透性。疏水性化合物可能表現出高效率和滲透性,同時存在溶解度問題。使用鹽形式的疏水分子應提高水溶性。
滲透性 通過被動手段或主動運輸對於(yu) 細胞測定中的活性是必需的。
IC50.半個(ge) 最大抑製濃度(IC50)是衡量化合物抑製生物/生化功能的有效性的指標。在酶抑製過程中,IC50 表示在給定的實驗條件下將酶促反應速率降低50%所需的抑製劑濃度。
K我 是描述抑製劑和酶之間結合親(qin) 和力的解離常數。雙 IC50 和 Ki 值可用作抑製劑效力的定量指標。然而 Ki 是親(qin) 和力的內(nei) 在量度,與(yu) 酶濃度無關(guan) ; 而 IC50 是描述特定抑製物質有效強度的操作參數,其取決(jue) 於(yu) 酶濃度。
體(ti) 外和體(ti) 內(nei) 效力。體(ti) 外效力通常單獨使用,或與(yu) 臨(lin) 床前體(ti) 內(nei) 數據結合使用從(cong) 數據庫和文獻來源中提取藥物體(ti) 外效力參數(K d、K i、IC 50和 EC 50 )。
劑量依賴性活性通常是研究人員在先導藥物原型中尋找答案的第一個(ge) 標準。
構效關(guan) 係 (SAR) 分析是一種旨在發現所研究化合物的化學結構(或結構相關(guan) 特性)與(yu) 生物活性(或目標特性)之間關(guan) 係的方法。
可以設計陰性對照實驗來證明抑製劑在用於(yu) 抑製所需靶標的濃度下不會(hui) 有效地改變任何脫靶蛋白的功能。
可以設計陽性對照實驗來證明抑製劑在效果不明顯的情況下按預期發揮作用。
作用機製是指藥物產(chan) 生藥理作用的特定生化相互作用。了解藥物的作用機製可能有助於(yu) 提供有關(guan) 藥物安全性及其對身體(ti) 影響的信息。它還可能有助於(yu) 確定藥物的正確劑量。