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亲和力 vs 内在活性:抓得牢 vs 干活儿

关于任何一个药物,有两个彼此独立的问题:它抓住靶点抓得有多牢,以及一旦结合,它会做什么?亲和力回答第一个,内在活性回答第二个。把两者混为一谈,是初学者最常犯的错误之一。

亲和力:抓得有多牢

亲和力只回答一个问题:药物抓住靶点抓得有多牢?结合是一场拉锯战。分子不断找到它的口袋(结合上去),又不断脱落出来(解离下来)。亲和力描述的是这一平衡停在哪里。高亲和力意味着药物在很大比例的时间里都处于结合状态;低亲和力意味着它很容易滑脱,难得待在靶点上。

我们用解离常数——记作 Kd——来给亲和力赋一个数值。具体的数学留到下一篇;现在只需记住一个事实:Kd 越小,结合越紧。一个 Kd 在纳摩尔级别的药物,抓得远比一个 Kd 在微摩尔级别的药物牢。亲和力本身还完全没有说明药物是把靶点打开还是关闭——它只说明分子赖在口袋里有多顽固。

内在活性:结合后会做什么

现在来看第二个、彼此独立的问题:当药物坐进口袋之后,会发生什么?这就是内在活性 / 效能——已结合的药物所产生的生物学效应的大小。一个密切相关的词是内在活性:一个已结合分子真正把它的靶点切换为「工作状态」的能力。一个药物可以抓得很牢却什么都不做,也可以抓得很松却触发强烈的反应。「抓得牢」和「效应强」是两个互相独立的旋钮。

Affinity  →  "Does it bind, and how tightly?"   (a YES/NO + a number, Kd)
Efficacy  →  "Once bound, does it ACT, and how strongly?"

Four possible combinations:
  tight grip  + strong effect  =  a potent activator (an agonist)
  tight grip  + no effect      =  a tight blocker  (an antagonist)
  weak grip   + strong effect  =  binds rarely, but acts when it does
  weak grip   + no effect      =  mostly does nothing useful
亲和力与内在活性是两个互相独立的旋钮——每个药物在两者上都各有其位置。

第三个视角:在靶停留的时间

亲和力是一种平衡,但值得窥探一下其中运动的部件,这就属于结合动力学的范畴。两个药物可以有相同的 Kd,行为却不同,因为一个快速地结合又解离,另一个则锁定上去并久久逗留。一个药物一旦结合后能待多久,叫作它的停留时间;长的停留时间可以让靶点在药物早已从血液中清除之后,仍维持在打开或关闭的状态。所以「多牢」和「多久」是相关、但并不相同的两个概念。

最后,亲和力还与「靶点被占据了多少」相关。在给定的药物浓度下,亲和力越高,就有越多份的靶点里坐着药物分子——也就是更高的受体占据率。而只有被占据的靶点才可能被作用,这正是内在活性重新登场的地方。先结合,再起效:占据率是连接这两个旋钮的桥梁。