1.7: Связи лекарство-рецептор

Связи лекарство-рецептор образуются через различные химические силы, когда лекарства взаимодействуют с клетками-мишенями. Ковалентные связи, сильные и необратимые, являются примером для ДНК-алкилирующих противораковых препаратов, которые подавляют деление клеток. Однако такая необратимая связь лекарств может лишиться селективности и изменить ДНК окружающих здоровых клеток. Ковалентная связь часто ведет к токсичности тканей, как это видно при связывании хлороформа и метаболитов парацгетамола с печенью, вызывающей гепатотоксичность.

В отличие от этого, нековалентные взаимодействия слабее, но более селективны, требуют точного соответствия между лекарством и целью. Большинство взаимодействий лекарств-рецепторов происходят через электростатические взаимодействия, варьирующиеся от сильных ионных связей до более слабых водородных связей и ван-дер-Ваальсовых сил. Гидрофобный эффект происходит, когда липофильные лекарства взаимодействуют с гидрофобными карманами внутри рецепторов, исключая окружающие молекулы воды.

Селективность взаимодействий лекарств-рецепторов должна позволять лекарствам модифицировать активность целевых клеток, не затрагивая другие. Ковалентные связи являются высокоактивными, но лишены селективности, тогда как более слабые связи обеспечивают большую селективность из-за необходимости точного соответствия. Разработка высокоселективных лекарств включает в себя избегание высокоактивных молекул, образующих ковалентные связи, и предпочтение формированию более слабых связей.

Лекарства связываются со своими мишенями или рецепторами с помощью химических сил, таких как ковалентные связи, электростатические взаимодействия и гидрофобные эффекты.

Ковалентные связи прочны и необратимы и возникают редко, за исключением токсичных ситуаций.

ДНК-алкилирующие противоопухолевые препараты образуют ковалентные связи с ДНК раковых клеток и останавливают их деление. Однако такие агенты являются неселективными и модифицируют ДНК окружающих здоровых клеток.

Напротив, нековалентные взаимодействия более слабы, но более селективны, потому что лекарство должно точно соответствовать своей мишени для образования таких связей.

Большинство лекарств и рецепторов взаимодействуют посредством электростатических взаимодействий. Электростатические взаимодействия сильны между противоположно заряженными ионизированными молекулами и слабы в случае водородных связей и сил Ван-дер-Ваальса.

Другой вид слабого взаимодействия возникает из-за гидрофобного эффекта, когда лекарственные препараты взаимодействуют с внутренними гидрофобными карманами рецепторов и исключают окружающие молекулы воды.

Такое избирательное взаимодействие лекарств с их рецепторами модифицирует активность клеток-мишеней, не затрагивая другие клетки.