“執(zhí)業(yè)藥師考試：藥物與作用靶標(biāo)結(jié)合的化學(xué)本質(zhì)”是執(zhí)業(yè)藥師考生朋友們比較關(guān)心的事情，為此，醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)小編整理內(nèi)容如下，希望對(duì)您有幫助！

藥物在和生物大分子作用時(shí)，一般是通過(guò)鍵合的形式進(jìn)行結(jié)合，這種鍵合形式有共價(jià)鍵和非共價(jià)鍵兩大類。

1.共價(jià)鍵鍵合類型

共價(jià)鍵鍵合是一種不可逆的結(jié)合形式，與發(fā)生的有機(jī)合成反應(yīng)相類似。共價(jià)鍵鍵合類型多發(fā)生在化學(xué)治療藥物的作用機(jī)制上，例如烷化劑類抗腫瘤藥物，與DNA中鳥(niǎo)嘌呤堿基形成共價(jià)結(jié)合鍵，產(chǎn)生細(xì)胞毒活性。

2.非共價(jià)鍵的鍵合類型

非共價(jià)鍵鍵合是可逆的結(jié)合形式，其鍵合的形式有：范德華力、氫鍵、疏水鍵、靜電引力、電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物、偶極相互作用力等。

（1）氫鍵：氫鍵是有機(jī)化學(xué)中最常見(jiàn)的一種非共價(jià)作用形式，也是藥物和生物大分子作用的最基本化學(xué)鍵合形式。氫鍵的生成是由于藥物分子中含有孤對(duì)電子的0，N，S等原子和與非碳的雜原子以共價(jià)鍵相連的氫原子之間形成的弱化學(xué)鍵。氫鍵的鍵能比較弱，約為共價(jià)鍵的十分之一。在生物大分子，如蛋白質(zhì)、DNA中，存在眾多的羰基、羥基、巰基、氨基，甚至有些還是帶有電荷的基團(tuán)，有些是氫鍵的接受體，有些則是氫鍵的供給體，而藥物分子中也多常見(jiàn)有羥基和羰基，相互之間形成氫鍵-X-H……Y-，降低了體系的總能量。

藥物與生物大分子通過(guò)氫鍵相結(jié)合的例子在藥物的作用中比比皆是，如磺酰胺類利尿藥通過(guò)氫鍵和碳酸酐酶結(jié)合，其結(jié)合位點(diǎn)與碳酸和碳酸酐酶的結(jié)合位點(diǎn)相同。

另外藥物自身還可以形成分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵，一方面可以對(duì)藥物的理化性質(zhì)產(chǎn)生影響，如影響溶解度、極性、酸堿性等。另一方面也會(huì)影響藥物的生物活性，如水楊酸甲酯，由于形成分子內(nèi)氫鍵，用于肌肉疼痛的治療；而對(duì)羥基苯甲酸甲酯的酚羥基則無(wú)法形成這種分子內(nèi)氫鍵，對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)具有抑制作用。

（2）離子一偶極和偶極一偶極相互作用：在藥物和受體分子中，當(dāng)碳原子和其他電負(fù)性較大的原子，如N、O、S、鹵素等成鍵時(shí)，由于電負(fù)性較大原子的誘導(dǎo)作用使得電荷分布不均勻，導(dǎo)致電子的不對(duì)稱分布，產(chǎn)生電偶極。藥物分子的偶極受到來(lái)自于生物大分子的離子或其他電偶極基團(tuán)的相互吸引，而產(chǎn)生相互作用，這種相互作用對(duì)穩(wěn)定藥物受體復(fù)合物起到重要作用，但是這種離子一偶極，偶極一偶極的作用比離子產(chǎn)生的靜電作用要弱得多。離子一偶極，偶極一偶極相互作用通常見(jiàn)于羰基類化合物，如乙酰膽堿和受體的作用。

（3）電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物：電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物發(fā)生在缺電子的電子接受體和富電子的電子供給體之間，當(dāng)這兩種分子相結(jié)合時(shí)，電子將在電子供給體和電子接受體之間轉(zhuǎn)移，形成電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物。這種復(fù)合物實(shí)質(zhì)是分子間的偶極一偶極相互作用。

電子供給體通常是富p電子的烯烴、炔烴或芳環(huán)，或含有弱酸性質(zhì)子的化合物。某些雜環(huán)化合物分子由于電子云密度分布不均勻，有些原子附近的電子云密度較高，有些較低，這些分子既是電子供給體，又是電子接受體。

電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的形成降低了藥物與生物大分子相互作用的能量，例如抗瘧藥氯喹（ Chloroquine）可以插入到瘧原蟲(chóng)的DNA堿基對(duì)之間形成電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物。

（4）疏水性相互作用：當(dāng)藥物結(jié)構(gòu)中非極性鏈部分和生物大分子中非極性鏈部分相互作用時(shí)，由于相互之間親脂能力比較相近，結(jié)合比較緊密，導(dǎo)致兩者周圍圍繞的、能量較高的水分子層破壞，形成無(wú)序狀態(tài)的水分子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致體系的能量降低。

（5）范德華引力：范德華引力來(lái)自于分子間暫時(shí)偶極產(chǎn)生的相互吸引。這種暫時(shí)的偶極是來(lái)自非極性分子中不同原子產(chǎn)生的暫時(shí)不對(duì)稱的電荷分布，暫時(shí)偶極的產(chǎn)生使得分子和分子或藥物分子和生物大分子相互作用時(shí)得到弱性的引力。范德華引力是非共價(jià)鍵鍵合方式中最弱的一種。范德華引力隨著分子間的距離縮短而加強(qiáng)。

上述不同的鍵合方式是藥物和生物大分子相互作用的主要形式，通過(guò)這些鍵合作用，有時(shí)是弱性的非共價(jià)鍵合作用，降低了藥物與生物大分子復(fù)合物的能量，增加了復(fù)合物的穩(wěn)定性，發(fā)揮藥物的藥理活性作用。藥物與生物大分子的相互作用有時(shí)不單純是一種結(jié)合模式，如局部麻醉藥普魯卡因（ Procaine）與受體的作用。

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