Площадь полярной поверхности

Поверхность электрического потенциала парацетамола, показывающая полярные области красным и синим цветом.

Площадь полярной поверхности ( PSA ) или топологическая площадь полярной поверхности ( TPSA ) молекулы кислорода определяется как сумма поверхностей всех полярных атомов или молекул, в первую очередь и азота , включая присоединенные к ним атомы водорода.

ПСА – это широко используемый показатель в медицинской химии для оптимизации способности лекарства проникать в клетки. Молекулы с площадью полярной поверхности более 140 ангстрем в квадрате (Å ² ), как правило, плохо проникают через клеточные мембраны. Чтобы молекулы могли проникнуть через гематоэнцефалический барьер (и, таким образом, воздействовать на рецепторы в центральной нервной системе ), ПСА менее 90 Å. ² обычно необходим.

TPSA — ценный инструмент в открытии и разработке лекарств. Анализируя TPSA потенциального лекарства, ученые могут предсказать его потенциал в отношении биодоступности при пероральном приеме и способности достигать целевых участков в организме. Этот прогноз зависит от способности препарата преодолевать биологические барьеры.

Преодоление этих барьеров, таких как гематоэнцефалический барьер (ВВВ), плацентарный барьер (ПБ) и гематомаммарный барьер (ГМ), имеет решающее значение для достижения многими лекарствами намеченных целей.

ГЭБ, например, защищает мозг от вредных веществ. Лекарства с более низким TPSA (обычно ниже 90 Ų), как правило, легче проникают через ГЭБ, что позволяет им достигать мозга и оказывать терапевтическое действие (Шитяков и др.). ., 2013).

Аналогичным образом, для препаратов, предназначенных для лечения плода, предпочтительнее использовать более низкий TPSA (ниже 60 Ų), чтобы гарантировать их прохождение через плаценту (Аугустиньо-Рубина). и др., 2019).

Кормящие матери также нуждаются во внимании. Здесь оптимальное значение TPSA для лекарства составляет около 60-80 Ų, что позволяет ему достичь ткани молочной железы для производства молока, в то время как лекарства, превышающие 90 Ų, с меньшей вероятностью проникнут через гематомаммарный барьер.

См. также

• Система классификации биофармацевтики
• Хеминформатика
  • Комплект для разработки химии
  • Джоэлиб
• Неявная сольватация
• Правило пяти Липински

Литература

• Паджухеш, Хасан; Ленц, Джордж Р. (2005). «Лекарственные химические свойства успешных препаратов для центральной нервной системы» . НейроРкс . 2 (4): 541–553. дои : 10.1602/neurorx.2.4.541 . ПМК   1201314 . ПМИД   16489364 .
• Кларк, Дэвид Э. (1999). «Быстрый расчет площади поверхности полярных молекул и его применение для прогнозирования явлений транспорта. 1. Прогнозирование кишечной абсорбции». Журнал фармацевтических наук . 88 (8): 807–14. дои : 10.1021/js9804011 . ПМИД   10430547 .
• Палм, Катрин; Стенберг, Патрик; Лутман, Кристина; Артурссон1, Пер (1997). «Свойства полярной молекулярной поверхности предсказывают кишечную абсорбцию лекарств у человека». Фармацевтические исследования . 14 (5): 568–71. дои : 10.1023/А:1012188625088 . ПМИД   9165525 . S2CID   7178582 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
• Эртл, Питер; Роде, Бернхард; Зельцер, Пол (2000). «Быстрый расчет площади полярной поверхности молекул как суммы вкладов на основе фрагментов и его применение для прогнозирования свойств транспорта лекарств». Журнал медицинской химии . 43 (20): 3714–3717. дои : 10.1021/jm000942e . ПМИД   11020286 .
• Эртл, П. Площадь полярной поверхности , в разделе «Свойства молекулярных лекарств» , Р. Маннхольд (редактор), Wiley-VCH, стр. 111–126, 2007 г.
• Шитяков, Сергей; Нойхаус, Винфрид; Дандекар, Томас; Фёрстер, Карола (2013). «Анализ дескрипторов молекулярной полярной поверхности для прогнозирования проникновения гематоэнцефалического барьера». Международный журнал вычислительной биологии и разработки лекарств . 6 (1–2): 146–56. дои : 10.1504/IJCBDD.2013.052195 . ПМИД   23428480 .

Внешние ссылки

• Интерактивный калькулятор площади полярной поверхности
• Бесплатный программируемый калькулятор TPSA