构效关系

合成驱动的构效关系

弄清一样东西如何运作有两种办法:盯着它看,或者把它拆开再一块块重建。合成驱动的构效关系就是理解一个分子的动手方法:你实实在在地一个接一个地制备类似物,逐个测试,让结果的规律告诉你哪些结构特征至关重要。

实践中,合成驱动的构效关系是一个迭代循环。假设提示出应当变换哪些位置;化学家合成一组针对这些位置的聚焦类似物;生物测定测量每个化合物;结果再去修正假设;如此循环往复。经过多轮,便能描绘出哪些特征不可或缺、哪些可调、哪些纯属累赘,从而通过真实、经过测试的化合物——而非预测——逐步界定分子的结合需求。

这种以经验为本、边造边测的策略,是医药化学历史上的中流砥柱,至今不可或缺,尤其在没有蛋白结构可指导设计时更是如此。它的代价恰恰也是它的长处:每一个数据点都需要真实的合成与测定时间,因此合成驱动的构效关系虽然强大,却缓慢且耗费资源,这正是为何要在其旁辅以计算和基于结构的方法,来挑选哪些类似物值得制备。

在缺少晶体结构的情况下,团队制备了四十个类似物,分别变换一个苗头化合物的三个区域;那些保持了效力的存活者,揭示出哪个区域可以容忍改动,哪个区域必须保持不变。

知识是以一个又一个合成出来、测试过的化合物为代价换来的。

合成驱动的构效关系是更宏观的"设计–合成–测试"循环内部的实验引擎;计算设计和基于结构的方法则帮助决定该把哪些类似物送入其中。