構效關係

合成驅動的構效關係

弄清一樣東西如何運作有兩種辦法:盯著它看,或者把它拆開再一塊塊重建。合成驅動的構效關係就是理解一個分子的動手方法:你實實在在地一個接一個地製備類似物,逐個測試,讓結果的規律告訴你哪些結構特徵至關重要。

實踐中,合成驅動的構效關係是一個迭代循環。假設提示出應當變換哪些位置;化學家合成一組針對這些位置的聚焦類似物;生物測定測量每個化合物;結果再去修正假設;如此循環往復。經過多輪,便能描繪出哪些特徵不可或缺、哪些可調、哪些純屬累贅,從而透過真實、經過測試的化合物——而非預測——逐步界定分子的結合需求。

這種以經驗為本、邊造邊測的策略,是醫藥化學歷史上的中流砥柱,至今不可或缺,尤其在沒有蛋白結構可指導設計時更是如此。它的代價恰恰也是它的長處:每一個資料點都需要真實的合成與測定時間,因此合成驅動的構效關係雖然強大,卻緩慢且耗費資源,這正是為何要在其旁輔以計算和基於結構的方法,來挑選哪些類似物值得製備。

在缺少晶體結構的情況下,團隊製備了四十個類似物,分別變換一個苗頭化合物的三個區域;那些保持了效力的存活者,揭示出哪個區域可以容忍改動,哪個區域必須保持不變。

知識是以一個又一個合成出來、測試過的化合物為代價換來的。

合成驅動的構效關係是更宏觀的「設計–合成–測試」循環內部的實驗引擎;計算設計和基於結構的方法則幫助決定該把哪些類似物送入其中。