构效关系

生物电子等排体

假设你分子上的某个部位虽然在干活,却同时惹了麻烦——它在肝脏里被分解,或让化合物太过油腻。生物电子等排体就是一种可以"换上去"的替代物:它让分子继续完成同样的生物学任务,同时修复那个问题;它在纸面上看起来不同,但在对靶点起关键作用之处行为相似,而在其他各处则更优。

严格来说,生物电子等排体是指一种取代基或基团,它能替换另一个并保留大体相似的生物活性,因为它模拟了原基团的关键相互作用——其形状、氢键模式、电荷或 pKa。生物电子等排体可以是经典的(逐原子、价电子数匹配),也可以是非经典的——后者指两个结构相当不同的基团恰好呈现出相同的功能性"面孔"。常见例子包括:用四氮唑或酰基磺酰胺作为羧酸替代物,去替换代谢不稳定或酸性的基团;或把苯环替换为其他芳香环或饱和环。

生物电子等排替换是先导优化中最富成效的策略之一,被用来消除代谢问题、改善溶解度、绕开专利,或在不损失效力的前提下去除某种毒性隐患。诚实的告诫是:并不存在万能的生物电子等排体——某个对一种靶点堪称完美的羧酸替代基,对另一种靶点可能失效,因此每个拟议的替换都只是一个假说,必须由真正的类似物来证实。

当一个羧酸导致渗透性不佳时,化学家常用四氮唑去替换它;四氮唑带有相似的负电荷和 pKa,却更亲脂,往往能在改善细胞摄入的同时保留效力。

好的生物电子等排体能在让靶点满意的同时,改善分子的其余性质。

每个生物电子等排体都是被赋予功能目的的电子等排体:检验生物电子等排体的标准,不只是物理上的相似,而是活性能否在替换后存续。

又称
bioisosteric replacement生物等排替换生物等排替換