药物有效的方式
大多数药物通过与蛋白质的作用结合并修饰蛋白质的作用,即执行重要的细胞任务的微小分子机器的作用。有关蛋白质结构和功能的详细信息可帮助科学家开发阻断蛋白质或以其他方式与之相互作用的药物。但是,即使将药物旨在靶向特定蛋白质,它有时也会影响其他蛋白质,从而造成副作用。药物的工作方式也可能会受到一个人的身体吸收和处理它们的方式。
国立卫生研究院资助的研究结果揭示了某些常见药物的工作原理。
抗生素,抗病毒药
抗生素和抗病毒药物仅在靶向细菌或病毒中发现,这对于病原体的生存或繁殖至关重要。在许多情况下,靶标是酶,它们是加快化学反应加快蛋白质的酶。例如,抗生素青霉素以建立细菌细胞壁的酶进行磨练,从而导致感染细菌破裂并死亡。 Saquinavir等蛋白酶抑制剂关闭了一种酶,否则该酶将有助于艾滋病毒在体内传播。
抗癌剂
许多抗癌药物通过杀死迅速分裂的细胞来起作用,但也会影响健康的分裂细胞。例如,针对乳房,卵巢和其他癌症规定的紫杉醇(紫杉醇)通过与微管蛋白蛋白结合起作用,抑制了称为细胞分裂所需的称为微管的结构的形成。较新的抗癌药物更具歧视性,通常针对某些癌症异常活跃的重要蛋白质。
一种这样的药物,即伊马替尼梅赛酸酯(Gleevec),停止了一种细胞通信途径,该途径在一种称为慢性髓性白血病的血液中始终为“”。 Gleevec的靶标是一种称为激酶的蛋白质,该药物的设计基于多年来关于癌细胞生长的基本生物学的实验。
细胞生长。抗组胺药,抗抑郁药,阿司匹林
一些最广泛的处方药通过阻断称为G蛋白偶联受体的蛋白质的功能,这些蛋白质在传输信号中起关键作用,从而使细胞对其环境响应。洛拉塔丁药物(Claritin)通过阻断组胺受体来缓解过敏。抗抑郁药(例如百忧解,Paxil和Zoloft)会影响5-羟色胺受体; β受体阻滞剂通过干扰肾上腺素能受体来治疗心脏病。也可以通过靶向创建参与该过程的分子的酶来停止信号传导。这就是阿司匹林的工作方式 - 它抑制酶环氧酶,这使得疼痛信号分子称为前列腺素。
减肥,胆固醇阻滞剂
用于控制体重或胆固醇的药物也通过与特定蛋白质相互作用来起作用。减肥药物Orlistat(Xenical或Alli)阻止了胰腺脂肪酶的作用,从而减少了食物吸收的脂肪量。降低胆固醇的药物,例如阿托伐他汀(Lipitor)和辛伐他汀(Zocor),阻止了HMG-COA还原酶的作用,这是一种参与制造胆固醇的酶。
未来的方向
有了更好地了解药物及其靶标(和脱靶)蛋白之间的特定关系,研究人员正在使用各种现有数据来识别和测试FDA批准的药物以进行新用途并预测潜在的副作用。这可以减少将药物投放市场的时间和成本。科学家还了解了一个人的基因如何影响某些药物的有效性和安全性。积极研究的另一个领域涉及开发新方法将药物运送到特定的器官或疾病部位,从而提高治疗益处并减少副作用。
内容从海报“药物如何起作用?”中改编自?可从RCSB蛋白质数据库获得。图像由Scripps研究所的David S. Goodsell提供。
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这篇内在的生活科学文章是由与生活协会合作的国家一般医学科学研究所,一部分国立卫生研究院。