2.天然产物与新药发现

一、什么是天然产物

动物(昆虫、海洋生物)、植物和微生物体内的组成成分或其代谢产物以及人和动物体内许许多多内源性的化学成分统称作天然产物。

主要包括:

  • 蛋白质、多肽、氨基酸、核酸、各种酶类;
  • 单糖、寡糖、多糖、糖蛋白;
  • 木质素、维生素、生物碱、挥发油、黄铜、糖苷类、萜类、甾体化合物;
  • 抗生素。

二、 从天然产物中发现新药–新药开发的一个重要途径

目前,有40%的抗癌药物来源于天然产物,其中植物来源的药物在治疗癌症方面发挥了重要的作用

药用植物在最初多以膏药、粉末和药酒等形式作为原药材料直接入药,可卡因、洋地黄毒苷和奎宁等从药用植物中分离得来的药物至今还在使用。

天然产物又称次级代谢产物,具有结构的多样性和生物活性的多样性,成为新药研发的主要物质来源之一。

天然活性化合物作为先导物通过适当结构改造成为一代新药。

天然药物化学是新药研究重要的组成部分。

三、从天然产物中发现新药的研究过程和方法

从天然产物中寻找有生物活性的化合物直接作为药物使用,是最直接的途径之一。

通过对天然产物进行结构改造和修饰得到新衍生物或类似物,是以天然产物为起始发现新药的主要手段。

通过对天然产物进行结构简化得到新结构的小分子化合物,是以天然产物为基础发现新药的重要方法。

天然药物结构改造的要旨

根据天然产物的分子大小和复杂程度,采取不同的化学处理方式。

  1. 取出复杂天然产物多余原子
  2. 分子尺寸适中的作类似物的合成
  3. 尺寸小的天然产物可加入片段。

研究构效关系,提取药效团,实现骨架迁越,获得新结构类型分子。

消除不必要的手性中心,保留与靶标结合的必须的构型与构象

规模制备,实现产业化,保护环境与资源

天然药物结构改造的目的

  • 提高活性强度
  • 提高选择性作用
  • 改善屋里化学性质
  • 提高化学和代谢稳定性
  • 改善生物化学性质
  • 改善药代动力学性质(吸收性、生物利用度、适宜分布性、半衰期、清除率、血浆蛋白结合律、组织贮集等)
  • 消除或降低不良反应。

例子:

青蒿素为来源 治疗疟疾

五味子丙素到联苯双酯及双环醇,降黄疸,治疗肝炎

从芹菜甲素到丁苯酞 (脑神经的保护,治疗癫痫,治疗不正常的放电)

喜树碱的结构改造,用于抗肿瘤

参考资料

  • 中药科大老师 尤启东《疾病、药物治疗与新药研发》的课件
个人公众号,比较懒,很少更新,可以在上面提问题,如果回复不及时,可发邮件给我: tiehan@sina.cn

Sam avatar
About Sam
专注生物信息 专注转化医学