为什么单看效力会被骗
几乎总能通过把分子做得更大、更油来让它结合得更紧——再接一个环、加一条亲脂尾巴、填满更多口袋。IC50 改善了,大家都在庆祝。但如果每一次效力提升都来自增加的分子大小和亲脂性,你就在悄悄构建一个将会难溶、代谢不稳定且滥交(脱靶)的分子。这种缓慢的漂移有时被称为分子肥胖。
效率指标解决这个问题的办法,是不问“多有效?”,而问“每单位代价有多有效?”最重要的两个代价是分子大小和亲脂性,由此得到两个指标。
配体效率:每个原子的效力
配体效率(LE)用重原子(非氢原子)数目来归一化结合能。大致上,LE = 1.37 × pIC50 /(重原子数),单位是每个原子的 kcal/mol。一个结合一般的小片段可以有极好的 LE;一个结合很紧的庞大分子却可能 LE 很差。LE 告诉你:你加的每一个原子是否对得起它占的位置。
Compound A: IC50 = 100 nM (pIC50 = 7.0) heavy atoms = 18 LE_A = 1.37 x 7.0 / 18 = 0.53 kcal/mol per atom (good) Compound B: IC50 = 10 nM (pIC50 = 8.0) heavy atoms = 38 LE_B = 1.37 x 8.0 / 38 = 0.29 kcal/mol per atom (poor) B is 10x more potent but far less efficient: the extra 20 atoms bought only one log of potency.
亲脂效率:扣除油性后的效力
亲脂配体效率(LipE,也写作 LLE)更简单,并且可以说是优化中最有用的单一数字:LipE = pIC50 −logP(或logD)。它奖励来自特异性相互作用的效力——一个真正的氢键、一座盐桥、良好的形状契合——而惩罚那种仅仅靠油性得来的效力。大多数好的口服药 LipE ≥ 5 左右,而一个健康的系列会随时间显示 LipE 上升。