天然产物作为药物先导结构的重要来源

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天然产物作为药物先导结构的重要来源
一、说明
从人类出现至今,人类一直依靠大自然来满足他们最基本的需求,其中需求最大的是各种各样疾病的药物。尤其是植物已经形成了基本的传统医药体系,在美索不达米亚地区有最早记录的大约1000多种植物药,“亚伯斯古医集”最早追溯到公元1500年,记载了超过700种药物,其中大部分是从植物中得到的药物。公元1100中草药记录了52种处方药,随后有许多这方面的研究,比如神农尝百草(365种药物),唐本草(850种药物)。在印度有中草药记载的记录也是在公元1000年以前(查拉卡;Suhruta等分别记载了341和516种药物)。
在医疗保健领域,植物药仍然扮演着一个不可或缺的角,在不同的文化领域内对植物药不同的应用已被广泛的记载。具世界卫生组织统计,大约百分之八十的世界居民主要靠传统药物来一些小的
自动打铃器疾病,然而天然产物对于剩余的百分之二十人的医疗保健同样扮演着重要角。
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二、天然产物在药物发现和药物发展重要作用
最近几年,制药企业输出量在稳定的下降已被报道,新的活性数量的发现也降到2001年来最低点。另外生产率的下降折射出新的问题,在2001年FDA仅仅接收了16个新药的审批,从前一年的24下降到了16.然而不同的因素导致了这一下降,很明显,在过去的10-15年间,对于天然产物的兴趣在持续下降是一个重要的因素。意识到天然产物在药物研发中数量的下降可能会重拾对天然产物的兴趣,通过对天然产物结构进行多样性的修改,也就是所谓的天然产物结构多样
A.天然产物的起源
大自然的次代谢对现代医学的贡献是众所周知的,而他们的起源一直让化学家生物化学家所着迷。六种最主要的假设被提出,并且被哈斯勒姆总结归纳。(1).他们被认为是大自然的废弃物,没有特定的生理作用。(2).他们是混合物,在一个特定时间内扮演代谢角,现在已经失去没有作用了。(3).他们是突变的产物,在集体器官内没有特定的功能。(4).他们是生物进化进程的一个很好地例子,在新的生物化学进程中提供一系列的化合物。(5).为生产提供了一种方法,是酶发生代谢功能,当代谢完成时,他们也不被需要,“这就是次代谢过
程,而次代谢产物也没有那么重要”。(6).对生物有机体的生存扮演
着一个不可或缺的角,或是提供防御物质或是其他生理过程所必须的化合物。
尽管所有的每一个假说都有其支持者,William和Harborne等人对第六种假说进行激烈的辩论。的确,这些假定是合理的在许多情况下,这些复杂的化学物质和有毒物质产生在进化过程中生物体已经产生了防御作用。比如一些植物和海洋无脊椎动物来对抗其掠食者。比如,甲壳虫的蛹,分泌一种化学物质作为其防御机制,从他们的腺体中分泌一种大环内酰胺类物质。这些分泌物是由三个简单的芳基烷酸类组成,很明显这些组合的化合物在大自然中广泛存在,另一个更确切的例子是毒液是由成千上百的多肽类组成,由锥摄入,使其晕厥,这个混合物中的一个成分已经被发展制成一种药物齐考诺肽,是一种麻醉性镇痛药,被注册使用。
xv-851微生物被报道能够分泌抗菌剂来杀死一些相似或相关的微生物种,这也就类似于一些植物之间相生相克,一个植物分泌毒素来杀死相邻的植物。细菌同样也用细胞与细胞的化学语言来作为一个信号机制,这个机制被称为体感应。包括排泄一些化学有毒物质来保证自己种的密度和所谓的生物膜的形成。这些化合物中研究最透彻的是酰基高丝氨酸内酯,
通过化合物来例证。比如N-3-氧络乙酰-1-高丝氨酸内酯。胆囊纤维化病人的肺部感染常常也被认为是致命的。
B.天然产物的独特性方法
天然产物通常具有复杂的化学结构,或者它们具有类似于环状菌素A的环肽,或者像紫杉醇一样具有复杂的二萜类结构。在第三部分
已经对它们的结构讨论过,天然产物化学中的结构没有不被包括的。天然产物化学的价值应该得到重视,同时他也导向着多元化合物的合成。
天然产物的多样性并不是对药物研发唯一感兴趣的,由于它们常常具有高选择性和特异性的生物活性。有两个非常好例子:-羟基--甲基戊二酰-CoA还原酶被洛伐他汀抑制,紫杉醇促进微血管蛋白的活性。如果没有对天然产物化学的研究调查,就不会发现这些有活性的物质。一个个引人注目的例子说明天然产物的重要性,在网站上可以到天然产物影响酶从而影响细胞的周期,这些例子在网站上都可以到查阅。天然产物的生物活性源于前面讨论的假设基本上所有的自然产品都有受体绑定活性;问题是在给定的天然产物受体是绑
定在哪一个上。另一种方式看,给定的有机体为研究者提供了一个复杂的图书馆独特的生物活性成分,类似于原油的合成产品最初由组合化学技术合成。天然产物的方法可被看做是一个互补的合成方法,每个产物提供不同的主结构。另外,一个有活性的天然产物结构用作药物合成是一个极其强大的工具。天然产物研究任务选择有药理活性的天然产物进行生物活性的研究。幸运的是这一方法我们已掌握在手。
C.新的筛选方法的影响
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在早期的天然产物的研究中,新的化合物可能被随意的孤立出来,或是最好的使用简单的广泛的基于抗菌生物活性的或细胞毒活性。尽管这些屏障会导致许多生物活性化合物的分离,他们也被认为是下一代的非特异物。大量的健康和特定的生化和基因屏障使细
4.海洋微生物
深海沉积物被证明是新的放线菌所特有的海洋环境,基于文化和进化方法的组合,Salionpora是第一个被真正描述的海洋放线菌属。放线菌属的成员是普遍存在的,并且被发现在热带海洋底部沉积物和更浅的水域,在众多的海洋植物和动物表面上浓度达到104
丝锥夹头个每立方厘米。选择适当的分离技术明显的观察到抗生素和细胞毒活性,产生有效的细胞毒性分离,目前在I期临床试验中,发现Salionpora酰胺A有非常有效的蛋白酶抑制作用。最近的研究对一个新的放线菌进行分离和培养,发现能够产生丰富的化学反应,将这一放线菌命名为Marinipora。新型的大环内脂类marinomycin被隔离进行A-D试验显示出有效的活性,并有效的抗耐药细菌病原体和黑素瘤作用。Fenical实验组对这些新的微生物属进行定期的报道。5.共生微生物
有越来越多的证据表明,许多的生物活性化合物实际上是共生菌的代谢产物中分离得到的,这其中包括抗癌的美登木素生物碱最初是从卫矛科中的一些植物中分离出来的。从隐形翅虫和甲虫中也分离出一些具有抗肿瘤的海绵隔离隐形翅虫素。从细菌代谢产物中也分离出一系列的抗肿瘤剂。
水稻秧苗枯萎病中发现其根部有真菌和细菌之间是内切共生的,其中,毒性代谢产物,根霉素,最初是从被根霉菌污染的真菌中分离出来的,实际上已被发现的是一种共生的伯克霍尔德氏菌产生的。这个意外的发现揭示了一个复杂的共生致病性的关系,延长真菌植物的
相互作用从而为防虫提供了一个潜在的新途径。此外,根霉素表现出强效的抗肿瘤活性,但毒性问题已经妨碍其进一步发展为抗癌药物。对宿主进行独立的培养,分离出根瘤菌素类似物,改进其药理学活性。6.组合式生物合成

本文发布于:2023-05-29 10:48:04,感谢您对本站的认可!

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