Molécula pequena - Small molecule

Dentro dos campos da biologia molecular e farmacologia , uma pequena molécula é um composto orgânico de baixo peso molecular (<900 daltons ) que pode regular um processo biológico, com um tamanho da ordem de 1 nm. Muitos medicamentos são moléculas pequenas. Estruturas maiores, como ácidos nucléicos e proteínas , e muitos polissacarídeos não são moléculas pequenas, embora seus monômeros constituintes (ribo- ou desoxirribonucleotídeos, aminoácidos e monossacarídeos, respectivamente) sejam freqüentemente considerados moléculas pequenas. Moléculas pequenas podem ser usadas como ferramentas de pesquisa para investigar a função biológica , bem como liderar o desenvolvimento de novos agentes terapêuticos . Alguns podem inibir uma função específica de uma proteína ou interromper as interações proteína-proteína .

A farmacologia geralmente restringe o termo "molécula pequena" a moléculas que se ligam a macromoléculas biológicas específicas e atuam como efetoras , alterando a atividade ou função do alvo. As moléculas pequenas podem ter uma variedade de funções ou aplicações biológicas, servindo como moléculas de sinalização celular, drogas na medicina , pesticidas na agricultura e em muitas outras funções. Esses compostos podem ser naturais (como metabólitos secundários ) ou artificiais (como drogas antivirais ); eles podem ter um efeito benéfico contra uma doença (como medicamentos ) ou podem ser prejudiciais (como teratógenos e carcinógenos ).

Peso molecular de corte

O limite superior do peso molecular para uma molécula pequena é de aproximadamente 900 daltons, o que permite a possibilidade de se difundir rapidamente através das membranas celulares de modo que possa atingir os locais de ação intracelular . Este corte de peso molecular também é uma condição necessária, mas insuficiente para a biodisponibilidade oral , pois permite o transporte transcelular através das células epiteliais intestinais . Além da permeabilidade intestinal, a molécula também deve possuir uma taxa razoavelmente rápida de dissolução em água e solubilidade em água adequada e metabolismo de primeira passagem moderado a baixo . Um ponto de corte de peso molecular um pouco mais baixo de 500 daltons (como parte da " regra dos cinco ") foi recomendado para candidatos a drogas de moléculas pequenas orais com base na observação de que as taxas de desgaste clínico são significativamente reduzidas se o peso molecular for mantido abaixo deste limite.

Drogas

A maioria dos produtos farmacêuticos são moléculas pequenas, embora alguns medicamentos possam ser proteínas (por exemplo, insulina e outros produtos médicos biológicos ). Com exceção dos anticorpos terapêuticos , muitas proteínas são degradadas se administradas por via oral e, na maioria das vezes, não conseguem atravessar as membranas celulares . Moléculas pequenas têm maior probabilidade de serem absorvidas, embora algumas delas só sejam absorvidas após a administração oral, se administradas como pró-drogas . Uma vantagem das drogas de moléculas pequenas (SMDs) sobre os biológicos de "moléculas grandes" é que muitas moléculas pequenas podem ser tomadas por via oral, enquanto os produtos biológicos geralmente requerem injeção ou outra administração parenteral .

Metabólitos secundários

Uma variedade de organismos, incluindo bactérias, fungos e plantas, produzem metabólitos secundários de pequenas moléculas também conhecidos como produtos naturais , que desempenham um papel na sinalização celular, na pigmentação e na defesa contra a predação. Os metabólitos secundários são uma fonte rica de compostos biologicamente ativos e, portanto, são frequentemente usados ​​como ferramentas de pesquisa e pistas para a descoberta de medicamentos. Exemplos de metabólitos secundários incluem:

Ferramentas de pesquisa

Exemplo de cultura de células de uma pequena molécula como uma ferramenta em vez de uma proteína. Em cultura de células para se obter uma linhagem de pâncreas de mesoderme células estaminais , o ácido retinóico via de sinalização tem de ser activada enquanto o sonic hedgehog via inibida, o que pode ser feito através da adição aos meios anti-shh anticorpos , proteína que interage Hedgehog , ou cyclopamine , onde as duas primeiras moléculas são proteínas e a última uma pequena molécula.

Enzimas e receptores são frequentemente ativados ou inibidos por proteínas endógenas , mas também podem ser inibidos por inibidores ou ativadores endógenos ou exógenos de pequenas moléculas , que podem se ligar ao sítio ativo ou ao sítio alostérico .

Um exemplo é o teratógeno e carcinógeno phorbol 12-miristato 13-acetato , que é um terpeno vegetal que ativa a proteína quinase C , que promove o câncer, tornando-se uma ferramenta investigativa útil. Também há interesse na criação de fatores de transcrição artificiais de pequenas moléculas para regular a expressão gênica . Exemplos incluem wrenchnolol (uma molécula em forma de chave inglesa).

A ligação do ligante pode ser caracterizada usando uma variedade de técnicas analíticas, como ressonância plasmônica de superfície , termoforese em microescala ou interferometria de polarização dupla para quantificar as afinidades de reação e propriedades cinéticas e também quaisquer alterações conformacionais induzidas .

Terapêutica anti-genômica

Pequena molécula anti-genómicos terapêutica , ou SMAT, refere-se a um biodefesa tecnologia que os alvos de ADN assinaturas encontrado em muitas armas biológicas agentes. SMATs são novos medicamentos de amplo espectro que unificam as atividades antibacteriana, antiviral e antimalárica em uma única terapêutica que oferece benefícios de custo substanciais e vantagens logísticas para médicos e militares.

Veja também

Referências

links externos