Кіріспе

Дәрілік химияда биоизостериктер - ұқсас физикалық немесе химиялық қасиеттері бар химиялық алмастырушылар немесе топтар, олар бір химиялық қосылыста ұқсас биологиялық қасиеттерді тудырады. Дәрілік заттарды жобалауда бір биоизостерді екіншісіне ауыстырудың мақсаты химиялық құрылымында елеулі өзгерістер жасамай, қосылыстың қажетті биологиялық немесе физикалық қасиеттерін арттыру болып табылады. Бұл терминнің негізгі қолданылуы және оның әдістері фармацевтикалық ғылымдарға қатысты. Биоизостеризм токсикалық әсерін азайту, биожетімділікті өзгерту немесе қорғасын қосылысының белсенділігін өзгерту үшін қолданылады және қорғасынның метаболизмін өзгерте алады.

Классикалық биоизостерилер

Классикалық биоизостеризмді бастапқыда Джеймс Моир тұжырымдап, Ирвинг Лангмуир әр түрлі атомдардың бірдей валентті электрондық құрылымы бар ұқсас биологиялық қасиеттерге ие екендігі туралы байқауға жауап ретінде жетілдірді. Мысалы, дәрілік зат кандидатында метаболиттік тотығу орнында сутек атомын фтор атомымен ауыстыру мұндай метаболизмнің орын алуына жол бермеуі мүмкін. Фтор атомы сутек атомына ұқсас болғандықтан, молекуланың жалпы топологиясына айтарлықтай әсер етпейді, сондықтан қажетті биологиялық белсенділікке әсер етпейді. Алайда, метаболизм жолының бұзылуынан препараттың жартылай жойылу ұзақтығы ұзартылуы мүмкін. Прокаинамид, амид, прокаинге қарағанда ұзақ әрекет етеді, өйткені эфирлік оттегіне азот атомымен ауыстырылады. Лангмуир көрсеткендей, прокаинамид классикалық биоизостер болып табылады, өйткені диспенсияланған оттегі атомның валентті электрондық құрылымы триспенсияланған азот атомымен бірдей. Тағы бір мысал бактерияға қарсы шатырлар сериясында көрінеді. Кейбір зауытты заттарды өзгерту арқылы, халконның фармакологиялық белсенділігі мен оның уыттылығы да өзгертіледі.

Классикалық емес биоизостерилер

Классикалық емес биоизостералар классикалық биоизостералардан көптеген жолдармен ерекшеленуі мүмкін, бірақ бастапқы функционалдық топқа ұқсас стерикалық және электрондық профильді қамтамасыз етуге назар аударады. Классикалық биоизостерилер әдетте бірдей құрылымдық қасиеттерді сақтайтын болса, классикалық емес биоизостерилер сұрақталған лигандтың нақты байланысу қажеттіліктеріне көбірек тәуелді және циклдік бөлігін сызықтық функционалдық топпен, күрделі гетероатомдық бөлігін алкил тобымен немесе қарапайым атомды атомға ауыстырудан тыс өзге де өзгерістермен алмастыра алады. Мысалы, хлоридті Cl тобы жиі трифторметил CF3 тобымен немесе циано CN тобымен ауыстырылуы мүмкін. Қолданылған молекулаға байланысты, алмастыру белсенділіктің аз өзгеруіне немесе мақсатты белокқа лигандты байлау үшін маңызды факторларға байланысты аффинділік немесе тиімділіктің артуы немесе төмендеуіне әкелуі мүмкін. Тағы бір мысал - ароматтық сақиналар, онда фенил C6H5 сақинасы жиі тиофен немесе нафтален сияқты басқа ароматтық сақинамен ауыстырылуы мүмкін, бұл тиімділікті жақсартады, байланысудың ерекшелігін өзгертеді немесе молекуладағы метаболикалық лабильді сайттарды азайтады, нәтижесінде жақсы фармакокинетикалық қасиеттер пайда болады. Алоксантин - ксантин оксидазасының ингибиторы. Сонымен қатар, ол ферменттің қалыпты субстраты ксантиннің изостері болып табылады. Алоксантин эстафетаның өзгеруіне байланысты классикалық емес биоизостерин болып саналады. Силафлуофен - пиретроидты инсектицидтің органосиликатты аналогы, онда көміртек орталығы изостериялық кремниймен ауыстырылды, сонымен қатар, бір сутек атомы изостериялық фтор атомымен ауыстырылды.

Басқа қолданбалар

Кейбір патенттелген қосылыстардың биоизостералары автоматты түрде анықталуы және Маркуш құрылымы патентінің талаптарын айналып өту үшін пайдаланылуы мүмкін. Оның орнына негізгі күш өрісінің ерекшеліктері, яғни фармакофор патенттелсін деп ұсынылды.