分子辨識與結合作用力
疏水效應
想像一杯水裡的油滴聚到一起。其實油和水並不是互相排斥;而是水分子更喜歡與其他水分子作伴,於是把油膩的部分擠壓到一起,以保留盡可能多的水–水接觸。水這種自我組織的行為就是疏水效應,它是驅動藥物鑽進結合口袋油膩區域的最強作用力之一。
其驅動力主要來自熵。接觸非極性表面的水必須排列成一種更有序、籠狀的殼層,因為它無法與油膩表面形成氫鍵。當兩個非極性表面靠攏時,這些有序的水被釋放回本體水中,重獲自由與無序。由此帶來的熵增使疏水基團的埋藏在熱力學上變得有利。
藥物化學家不斷地利用這一點:加上一個位置恰當、能緊貼標靶疏水區埋藏進去的親脂基團,可顯著提升親和力。危險在於過猶不及。過多的親脂性會惡化溶解度、增加脫靶結合與代謝負擔,因此活性的提升必須與成藥性的代價相權衡。
由於主要源於熵,疏水效應有些反常:在一定溫度區間內隨溫度升高它反而可能增強,這與多數由焓驅動的交互作用不同。
另見