Klin Farmakol Farm. 2024;38(3):118-122 | DOI: 10.36290/far.2024.019

Vazebné síly: typy interakcí léčiv s molekulovými cíli v organismu

Marta Kučerová
Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové, Katedra farmaceutické chemie a farmaceutické analýzy, Hradec Králové

Mechanismus účinku většiny léčiv je založen na jejich interakci s molekulovými cíli v organismu, tj. biologickými makromolekulami, jako jsou proteiny nebo nukleové kyseliny. Mezi faktory ovlivňující sílu navázání molekuly léčiva na jeho biologický cíl patří celkový počet interakcí, jejich charakter a z něj vyplývající energie vazby. Hodnota energie vazby je zásadním parametrem pro odhad síly interakce. Základní typy těchto intermolekulárních interakcí jsou v přehledovém článku definovány, schematicky znázorněny a doplněny údaji o energii vazby. Dále jsou uvedeny další aspekty navazování léčiv na molekulové cíle, např. solvatace molekul ve vodném prostředí nebo vzdálenost interagujících chemických funkčních skupin. Znalost struktur molekulárních cílů i díky úspěchu současných modelů nám umožňuje tyto interakce využívat pro návrh nových léčiv.

Klíčová slova: kovalentní vazba, iontová vazba, vodíková vazba, halogenová vazba, van der Waalsovy interakce, hydrofobní interakce.

Binding forces: types of drug interactions with molecular targets in organism

The mechanism of action of most drugs is based on their interaction with molecular targets in the organism, i.e., biological macromolecules such as proteins or nucleic acids. Factors influencing the strength of binding of a drug molecule to its biological target include the total number of interactions, their character, and the resulting bin­ding energy. The value of binding energy is an essential parameter for estimating the strength of the interaction. The basic types of these intermolecular interactions are defined, schematically illustrated, and supported with data on binding energy in this review article. Other aspects of drug binding to molecular targets are also presented, e.g., the solvation of molecules in aqueous environment or the distance of interacting chemical functional groups. Knowledge of the structures of molecular targets and the progress of current models allows us to use these interactions to design new drugs.

Keywords: covalent bond, ionic bond, hydrogen bond, halogen bond, van der Waals interactions, hydrophobic interactions.

Přijato: 21. říjen 2024; Zveřejněno: 18. listopad 2024  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Kučerová M. Vazebné síly: typy interakcí léčiv s molekulovými cíli v organismu. Klin Farmakol Farm. 2024;38(3):118-122. doi: 10.36290/far.2024.019.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Hartl J, Palát K. Farmaceutická chemie I. Praha: Karolinum. 2016;104.
    2. Abraham DJ, Myers M, Stewart KD. Burger's Medicinal Chemistry, Drug Discovery and Development. 8th ed. Abraham DJ, Myers M, editors: John Wiley & Sons. 2021;6032.
    3. Davis A, Ward WE. The Handbook of Medicinal Chemistry Principles and Practise. Cambridge: Royal Society of Chemistry. 2015;753. Přejít k původnímu zdroji...
    4. Lemke TL, Williams DA. Foye´s Principles of Medicinal Chemistry. 7 ed. Philadelphia: Lippincott Williams and Wilkins. 2013;1500.
    5. Patrick GL. An Introduction to Medicinal Chemistry. 6th ed. Oxford: Oxford University Press. 2017;752.
    6. Clark T, Hennemann M, Murray JS, et al. Halogen bonding: the σ-hole. J Mol Model. 2007;13(2):291-296. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. Atkins P, De Paula J. Fyzikální chemie. 1. ed. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze. 2013;944.
    8. Dimitrijevic BP, Borozan SZ, Stojanovic SD. π-π and cation-π interactions in protein-porphyrin complex crystal structures. RSC Adv. 2012;2(33):12963-12972. Přejít k původnímu zdroji...
    9. Řezáč J, Berka K, Horinek D, et al. The Stabilization Energy of the Glu-Lys Salt Bridge in the Protein/Water Environment: Correlated Quantum Chemical ab initio, DFT and Empirical Potential Studies. Collect Czech Chem Commun. 2008; 73(6-7):921-936. Přejít k původnímu zdroji...
    10. Singh J, Petter RC, Baillie TA, et al. The resurgence of covalent drugs. Nat Rev Drug Discov. 2011;10(4):307-317. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Vasudevan A, Argiriadi MA, Baranczak A, et al. Chapter One - Covalent binders in drug discovery. In: Witty DR, Cox B, editors. Progress in Medicinal Chemistry. 58: Elsevier. 2019;1-62. Přejít k původnímu zdroji...
    12. Bissantz C, Kuhn B, Stahl M. A Medicinal Chemist's Guide to Molecular Interactions. Journal of Medicinal Chemistry. 2010;53(14):5061-5084. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. Civis S, Lamanec M, Spirko V, et al. Hydrogen Bonding with Hydridic Hydrogen-Experimental Low-Temperature IR and Computational Study: Is a Revised Definition of Hydrogen Bonding Appropriate? Journal of the American Chemical Society. 2023;145(15):8550-8559. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    14. Muller P. Glossary of Terms Used in Physical Organic-Chemistry. Pure Appl Chem. 1994;66(5):1077-1184. Přejít k původnímu zdroji...
    15. French RH. Origins and applications of London dispersion forces and Hamaker constants in ceramics. J Am Ceram Soc. 2000;83(9):2117-2146. Přejít k původnímu zdroji...
    16. Della Volpe C, Siboni S. From van der Waals equation to acid-base theory of surfaces: A chemical-mathematical journey. Rev Adhes Adhes. 2022;10(1):47-97.
    17. Headen TF, Howard CA, Skipper NT, Wilkinson MA, Bowron DT, Soper AK. Structure of pi-pi Interactions in Aromatic Liquids. Journal of the American Chemical Society. 2010;132(16):5735-5742. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. Clark T, Hennemann M, Murray JS, Politzer P. Halogen bonding: the sigma-hole. J Mol Model. 2007;13(2):291-296. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    19. Parisini E, Metrangolo P, Pilati T, Resnati G, Terraneo G. Halogen bonding in halocarbon-protein complexes: a structural survey. Chem Soc Rev. 2011;40(5):2267-2278. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    20. Hobza P. Noncovalent bonds with σ-hole: Halogen, chalcogen and pnictogen bonds. Chemicke Listy. 2016;110(5):371-375.
    21. Burley SK, Bhikadiya C, Bi CX, Bittrich S, Chao HY, Chen L, et al. RCSB Protein Data Bank (RCSB.org): delivery of experimentally-determined PDB structures alongside one million computed structure models of proteins from artificial intelligence/machine learning. Nucleic Acids Res. 2023;51(D1):D488-D508.
    22. Holcomb M, Chang YT, Goodsell DS, Forli S. Evaluation of AlphaFold2 structures as docking targets. Protein Science. 2023;32(1):8. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...

    Zpět na obsah


    Klinická farmakologie a farmacie

    Vážená paní, pane,
    upozorňujeme Vás, že webové stránky, na které hodláte vstoupit, nejsou určeny široké veřejnosti, neboť obsahují odborné informace o léčivých přípravcích, včetně reklamních sdělení, vztahující se k léčivým přípravkům. Tyto informace a sdělení jsou určena výhradně odborníkům dle §2a zákona č.40/1995 Sb., tedy osobám oprávněným léčivé přípravky předepisovat nebo vydávat (dále jen odborník).
    Vezměte v potaz, že nejste-li odborník, vystavujete se riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob, pokud byste získané informace nesprávně pochopil(a) či interpretoval(a), a to zejména reklamní sdělení, která mohou být součástí těchto stránek, či je využil(a) pro stanovení vlastní diagnózy nebo léčebného postupu, ať už ve vztahu k sobě osobně nebo ve vztahu k dalším osobám.

    Prohlašuji:

    1. že jsem se s výše uvedeným poučením seznámil(a),
    2. že jsem odborníkem ve smyslu zákona č.40/1995 Sb. o regulaci reklamy v platném znění a jsem si vědom(a) rizik, kterým by se jiná osoba než odborník vstupem na tyto stránky vystavovala.

    Ne
    Ano

    Pokud vaše prohlášení není pravdivé, upozorňujeme Vás,
    že se vystavujete riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob.