药物设计学简答题.doc

简答题
11、理想的药物靶点应具有哪些特点？
（1）药物作用于靶点对疾病治疗的有效性。
（2）中靶后引起的毒副作用反应小。
（3）便于筛选药物的靶点成药性
13、骨架迁越及在药物设计中的应用？
骨架迁越：由苗头或先导化合物分子产生新结构的分子，保留原有的生物活性，通过结构骨架变换，连接适宜的药效团，产生新结构类型的药物，骨架迁越涉及丰富的药物化学内涵和技巧。
应用：（1）将化合物转化成为类药分子-----改善药物动力学性质；
刚-柔骨架的变换，改善药代性质；亲脂-极性骨架变换，改善溶解性和分配性；新的骨架若参与同受体结合，可改善与受体的亲和力； 骨架适中的策略如果过小的骨架如苯环缺乏有用信息；过于复杂的骨架带来成本过高问题。
（2） 创制具有自主知识产权的新药或IP产品--破专利，Me-too，Me-better；
14、前药设计应注意哪些原则？
（1）在母体药物最适宜功能基处键合载体分子。
（2）前药应无活性或活性较低，转运基团应无活性。
（3）明确前药在体内的活化机制。
（4）转化为母体药物的速度应该是快速动力学过程，并降低母体药物的直接代谢，以保证母体药物在靶点有足够的浓度。
（5）应容易合成与纯化，最好是一步反应，且载体廉价易得。
1、 简述基于靶点结构的药物设计的基本流程。
定义活性位点→产生配体分子→配体分子打分→合成及活性测定→先导物

2、 根据设计来源不同软药可以分为几种类型？软药和前药的区别有几个方面？
软类似物；活化的软类似物；用控释内源物设计天然软药；活性代谢物；无活性代谢物等类型。区别：①先导物不一样，前药是以原药为先导物的，软药的先导物既可以是原药也可以是原药的代谢物；②作用方式不一样，前药在体外无活性，只有到达靶点释放出原药才有活性，而软药在体外是有活性的，它们到达靶点发挥治疗作用后一步代谢失活。
3、 简述先导物发现的可能途径。
① 筛选途径：从众多的化合物中运用生物筛选模型挑选有生物活性的先导物。现代筛选途径涉及组合化学、组合库和高通量高内含筛选。
② 合理药物设计：基于靶点和配体的作用机制、三维结构和识别过程以及与药物理化性质相关的体内过程，进行有的放矢的药物设计。
4、 药物作用的靶点的定义及理想的药物靶点特点是什么？
靶点：也称靶标，指具有重要生理或病理功能，能够与药物相结合并产生药理作用的生物大分子及其特定的结构位点，这些生物大分子主要是蛋白质，有一些是核酸或其他物质。特点：①药物作用于靶点对疾病治疗的有效性②药物作用于靶点后引起的毒副反应小③便于筛选药物靶点的成药性。
5、 简述药效基团的虚拟筛选一般流程。
小分子准备→产生构象→由活性分子生成药效基团的假设→优化、修改药效基团的假设→生成药效团模型→数据库搜寻（虚拟筛选）
6、 Lipinski的类药五倍律是什么？什么情况下该方法不适合预测药物的类药性？

① 相对分子质量＜500（5×100）；
② 氢键供体数＜5个（5×1）；
③ 氢键受体数＜10个（5×2）；
④ lgP＜5（若使用ClgP）或＜4.15（若使用MlgP）(5×1)
⑤ 分子内可旋转键数RB≤8或分子中环的数目rings≤4
⑥ 化合物极性分子表面积PSA≤120A2
当违反上述任意两个或多个规则时，化合物出现口服生物利用度差或代谢分布差的可能性就很大（大于百分之九十）对于抗生素、抗真菌药、维生素及强心苷等具有主动转运特征的药物不适用
2、药物设计分三个不同的筛选途径是（基于功能途径、基于症状途径、基于机制途径）。
18．举例说明软药设计原理
设计原理为：
(1)以某种药物的已知无活性的代谢物作为先导物。
(2)将这种代谢物进行结构修饰，以获得无活性代谢物的结构类似物。
(3)新的软类似物的结构设计应是经一步代谢就能产生原来无活性的代谢物，而不经过有毒中间体阶段。
(4)对活化阶段的分子进行修饰，控制所设计的软药的转运、结合的性质以及代谢速率和药动学行为。
泼尼松龙等在体内可发生17位的羟乙酮基氧化成无活性羧基，它是设计软药的良好先导物。将泼尼松龙酸与氯代甲醇成酯得软药氯替泼诺，则成为较少副作用的软药，用作滴眼剂，治疗炎性和过敏性眼疾患。氯替泼诺吸收入血液循环后，迅速代谢成预期无活性的代谢物，自尿和胆汁排出。治疗指数与氢化可的松比提高20倍。

19．举例说明生物电子等原理。
生物电子等排（bio-isosterism）：当分子或基团的外层电子相似、或电子密度有相似的分布，分子的大小或形状相似，均可认为是生物电子等排体，它们的理化性质可能有较大的差异，但对同一受体发生相互作用，产生大致相似或相关的生物效应。
双氢麦司昔摩和硫代麦司昔摩都是γ－氨基丁酸的环状类似物。环中的C＝N部分是GABA分子中C＝O的生物电子等排体，环中的S是环中O的等排体。两者在GABA-A受体上都有很强的激动作用。
神经递质γ-氨基丁酸具有降低血压,安神,促进脑部血流,增进脑活力,健肝利肾,改善更年期综合症等作用.
25．设计“Me Too 药物”主要有哪些策略和方法？
现在所说的me too药物，通常是指基于已经发现的药物的结构骨架，通过取代基团或侧链的变化，使得活性、生物利用度等提高或毒性降低，并绕开专利的药物。本质上是一类化学创新药，但与全新结构的新化学实体（new chemical entity，NCE）相比，创新性略低。
Me Too 药物的研究设计中，使用的主要技术手段多为生物电子等排原理。一般可以从以下几个方面进行Me Too药物的设计。
1． 经常进行知识的追踪与更新，关注新出现的突破性新药，运用生物电子等排等理论，对新出现的化合物进行结构修饰和改造，希望以此能找到作用机制形同、相似甚至相反的新化学实体，用于疾病的治疗。
2． 在追踪新药的过程中，如发现尚无专利保护的NCE，要尽快进行结构改造和修饰，若能找到活性更优的化合物，要尽快申请专利，形成自己的知识产权保护。

3． 对已有专利保护的新药，要对专利进行深入调研，研究专利保护的范围，在不侵犯别人专利的情况下进行专利边缘的创新。
我们可以从以下几个方面进行专利边缘的创新:
(1) 有意识的对化合物的局部化学结构进行改造，以改变药物的脂水分配系数、酸碱性、体内代谢转化的方向及延长作用时间等；
(2) 引入杂原子，甚至是稀有元素，以改变化合物的元素组成；
(3) 对同一领域的多个专利同时进行研究和调研，分析总结构效关系，通过拼合原理，运用药物化学和化学合成知识，将两部分或两部分以上的活性构象融合在一个新的化合物中；
(4) 重视手性药物的开发与研究，可以吧以前外消旋体供药的化合物进行拆分或进行手性立体合成，将异构体分开来研究，有可能会得到新的“Me Too”药物。
总之，Me Too药物的设计，要求我们队专利进行深入的调研，撞我基本的专利法知识，运用药物化学、药理学、药物分析等药学知识，对专利已保护的化合物进行充分的研究，以突破专利的保护，设计出结构新颖的Me Too药物。

酶抑制剂
酶抑制剂：限制酶催化底物的反应能力
作用基础：通过限制酶催化底物的反应能力，使底物浓度增高或代谢产物浓度降低，达到改善症状的目的
酶抑制剂具备三种特征：
1、结构上与底物或者中间产物相似；
2、必须能够到达靶酶，并维持一定浓度；
3、具有特异性，作用仅限于靶酶
分类：1、可逆性抑制剂：竞争性抑制剂、非竞争性抑制剂、反竞争性抑制剂
竞争性抑制剂：化学结构与底物相似，与底物竞争酶的活性部位
可逆性抑制剂例子：抗痛风新药---非布索坦（非嘌呤类黄嘌呤氧化酶选择性强抑制剂）；磺胺类药物（二氢叶酸合成酶抑制剂），作用机制：磺胺类药物能与细菌生长所必需的对氨基苯甲酸（PABA）产生竞争性拮抗，干扰了细菌的酶系统对PABA利用；抗艾滋病毒：齐多夫定（核苷类逆转录酶抑制剂，作用机制：抑制病毒复制过程所需的逆转录酶-阻碍病毒DNA的合成。
2、不可逆抑制剂：与酶上的一个功能基形成共价键，使酶的结构和功能发生不可逆的变化而完全失活，即使加入大量底物也不能解除这种失活状态。
根据不可逆抑制剂的作用机理的不同，基本上可分为3类：定向活性部位抑制剂、基于机理的抑制剂、伪不可逆抑制剂。
基于机理的抑制剂具有以下三个方面的结构特征和性能：一是同正常底物的化学结构相似；二是在通常状态下，它们具有的低反应性能的潜在基团或中间体在没得催化阶段，经靶酶诱导激活，转化为反应性能强的活性基团或中间体；三是与酶的活性部位发生化学反应共价结合，使酶不可逆失活。例：β—內酰酶抑制剂（氧青霉烷类——克拉维酸、青霉烷砜类——舒巴坦）

肽拟似物
天然活性肽的缺陷：1、不稳定，易被酶水解；2、选择性差
肽拟似物：生物活性肽经结构修饰获得的化合物称为肽拟似物。其比天然生物活性肽本身具有许多优点，如口服生物利用度高、耐受酶解、作用时间长、稳定性好、制成口服制剂病人易于接受，易贮存、无免疫原性，研究及生产成本低等。

设计原理及方法：生物活性肽的环化——构象限制；限制氨基酸的取代；肽类二级结构的分子拟似物；酰胺键拟似物——假肽设计；类肽设计；
如：
CADD
CADD:（computer aided drug design）计算机辅助药物设计,以计算机为工具，采用各种理论计算方法和分子图形模拟技术，根据积累的大量有关结构和功能的资料，设计具有一定药效的新分子。CADD的主要目的是利用统计学和分子模型化技术来指导新的先导结构的设计或发现
2 组合化学的概念是什么？其合成新化合物总数的决定因素有哪些？
答： 组合化学是将一些基本分子构建模块通过化学或生物合成的手段，将他们系统的装配成不同的组合，由此得到大量具有结构多样性特征的分子，从而建立化学分子库的方法。
其合成新化合物的总数取决于两个因素 (1) 每一步反应中应用化合物的种数 (2) 反应的步数
3 根据化合物库的来源不同，可以将发现先导化合物的方法分为哪些？
答： (1) 大范围 多品种的随机筛选发现先导化合物
(2) 通过主题库的筛选发现先导化合物
(3) 基于已有知识进行定向筛选发现先导化合物
(4) 运用虚拟合成和虚拟筛选发现先导化合物

4 基于片段分子设计的研究方法是什么，它有什么优点？
答：研究方法: (1) 片段库的建立
(2) 片段库的筛选
(3) 结构信息的筛选
(4) 基于片段构建新分子
优点：(1) 可以探索更为广阔的化学空间
(2) 命中率高
(3) 发现新药的可行性高

2. 生物大分子结构方面的特征和共性是什么？其功能方面的特征和共性有哪些？ 
答：结构方面：1具有多种单体的共聚物。包括蛋白质多肽链的一级结构、DNA和RNA多聚核苷酸链的一级结构、多糖。2具有多层次结构。包括蛋白质的三维空间结构、DNA 和RNA的三维空间结构。
4药物的受体相互作用的动力学说有哪几种？
答：占领学说 诱导契合学说 变构学说 速率学说 大分子微扰学说 二态模型的占领-活化学说

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