药物的手性
你的身体几乎完全由单手性分子构成——蛋白质由左手性氨基酸折叠而成,DNA 由右手性的糖缠绕而成。所以当一个药物分子到来时,它必须对接的蛋白质本身就是手性的,它们能分辨药物的左手和右手。这就是为什么一种药的手性不是化学上的脚注,而是关乎生命与健康的大事。
许多药物是手性的,意味着它们以两个对映体存在。由于受体或酶是一个手性口袋,两个对映体可以截然不同地嵌入其中,就像右手戴进右手套,与左手硬塞进去的差别。常常是一个对映体(「优对映体/eutomer」)带来想要的疗效,而另一个(「劣对映体/distomer」)作用较弱、无活性、引起副作用,最坏时甚至有毒。这两个对映体还可能以不同速率代谢,甚至在体内相互转化,使情况更加复杂。
最惨痛的教训来自 1950 年代末的沙利度胺(thalidomide):它作为外消旋混合物上市以治疗孕吐,其中一个对映体是有效的镇静剂,而另一个是引起严重出生缺陷的强力致畸物。可悲的是,即便只给「安全的」那个对映体也无济于事,因为人体会把沙利度胺消旋回混合物。这场灾难改变了药物监管:如今各机构会分别审查每个对映体,而开发单一对映体药物(以及制造它们的不对称化学)成了制药业的核心目标。
布洛芬(ibuprofen)以外消旋体出售,但只有 (S)-对映体能止痛;(R)-型基本无活性,不过人体会缓慢地把其中一部分转化为有活性的 (S)。相比之下,萘普生(naproxen)以单一 (S)-对映体出售,因为它的 (R)-型对肝脏有毒——这是完全由手性驱动的刻意设计选择。
一只手治病,另一只手可能无效或有害——手性说了算。
一个常见的过度简化是认为「错误的」对映体总是有毒。通常它只是活性较低或无活性,有时两个对映体都有用。沙利度胺的悲剧确实严重,但也确实是例外——而它教训的关键一点在于:分离对映体也无法避免悲剧,因为沙利度胺会在体内消旋。