Cel biologiczny
Cel biologiczny to wszystko w żywym organizmie, do którego skierowana jest jakaś inna jednostka (taka jak endogenny ligand lub lek ) i/lub wiąże się, co powoduje zmianę w jego zachowaniu lub funkcji. Przykładami typowych klas celów biologicznych są białka i kwasy nukleinowe . Definicja zależy od kontekstu i może odnosić się do biologicznego celu farmakologicznie czynnego związku leczniczego , docelowego receptora hormonu ( takiego jak insulina ) lub innego celu bodźca zewnętrznego. Biologicznymi celami są najczęściej białka, takie jak enzymy , kanały jonowe i receptory .
Mechanizm
Bodziec zewnętrzny ( tj . lek lub ligand) fizycznie wiąże się („uderza”) z celem biologicznym. Interakcja między substancją a celem może być:
- niekowalencyjne – Stosunkowo słabe oddziaływanie między bodźcem a celem, w którym nie tworzy się wiązanie chemiczne między dwoma oddziałującymi partnerami, a zatem oddziaływanie jest całkowicie odwracalne.
- odwracalny kowalencyjny – między bodźcem a celem zachodzi reakcja chemiczna, w której bodziec zostaje chemicznie związany z celem, ale łatwo zachodzi również reakcja odwrotna, w której wiązanie może zostać zerwane. [ potrzebne źródło ]
- nieodwracalne kowalencyjne – bodziec jest trwale związany z celem poprzez tworzenie nieodwracalnych wiązań chemicznych.
W zależności od rodzaju bodźca mogą wystąpić:
- Nie ma bezpośredniej zmiany celu biologicznego, ale wiązanie substancji zapobiega wiązaniu się innych substancji endogennych (takich jak hormony aktywujące) z celem. W zależności od charakteru celu, efekt ten jest określany jako antagonizm receptora , hamowanie enzymów lub blokada kanałów jonowych .
- Zmiana konformacyjna celu jest indukowana przez bodziec, co powoduje zmianę funkcji celu. Ta zmiana funkcji może naśladować efekt substancji endogennej, w którym to przypadku efekt określa się jako agonizm receptora (lub aktywację kanału lub enzymu ) lub może być przeciwieństwem substancji endogennej, co w przypadku receptorów określa się jako agonizm odwrotny .
Cele narkotykowe
Termin „cel biologiczny” jest często używany w badaniach farmaceutycznych do opisania natywnego białka w organizmie, którego aktywność jest modyfikowana przez lek, dając określony efekt, którym może być pożądany efekt terapeutyczny lub niepożądany efekt uboczny . W tym kontekście cel biologiczny jest często określany jako cel leku . Do najczęstszych celów leków obecnie dostępnych na rynku należą:
- białka
- Receptory sprzężone z białkiem G (cel 50% leków)
- enzymy (zwłaszcza kinazy białkowe , proteazy , esterazy i fosfatazy )
- kanały jonowe
- jądrowe receptory hormonów
- białka strukturalne, takie jak tubulina
- białka transportujące błonę
- kwasy nukleinowe
Identyfikacja celu leku
Identyfikacja biologicznego pochodzenia choroby i potencjalnych celów interwencji to pierwszy krok w odkrywaniu leku z wykorzystaniem podejścia odwrotnej farmakologii . Potencjalne cele leków niekoniecznie są przyczyną choroby, ale z definicji muszą modyfikować chorobę. Alternatywnym sposobem identyfikowania nowych celów dla leków jest farmakologia oparta na fenotypowym badaniu przesiewowym w celu identyfikacji „sierocych” ligandów, których cele są następnie identyfikowane poprzez dekonwolucję celu.
Bazy danych
Bazy danych zawierające informacje o celach biologicznych:
Ekologia konserwatorska
Te cele biologiczne są zachowane u różnych gatunków, co sprawia, że zanieczyszczenie środowiska środkami farmaceutycznymi stanowi zagrożenie dla gatunków, które mają te same cele. Na przykład wykazano, że syntetyczny estrogen w środkach antykoncepcyjnych dla ludzi , 17-R-etynyloestradiol , zwiększa feminizację ryb poniżej oczyszczalni ścieków, zaburzając w ten sposób równowagę reprodukcyjną i tworząc dodatkową presję selekcyjną na przeżywalność ryb. Farmaceutyki występują zwykle w środowisku wodnym w stężeniu od ng/L do niskich μg/L. Działania niepożądane mogą wystąpić u gatunków innych niż docelowe w wyniku określonych interakcji leków z celami. Dlatego ewolucyjnie dobrze zachowane cele leków prawdopodobnie będą związane ze zwiększonym ryzykiem nieukierunkowanych efektów farmakologicznych.