شیمی آلی و شیمی دارویی و مبانی شیمی در علم طراحی دارو

شیمی آلی (organic chemistry)

شیمی آلی زیرشاخه‌ای در شیمی است که شامل مطالعه علمی ساختار، خواص و واکنش‌های ترکیبات آلی و مواد آلی، یعنی مواد در اشکال مختلف آن است که حاوی اتم‌های کربن است. مطالعه ساختار فرمول ساختاری آنها را مشخص می کند. مطالعه خواص شامل خواص فیزیکی و شیمیایی و ارزیابی واکنش پذیری شیمیایی برای درک رفتار مواد می باشد. مطالعه واکنش‌های آلی شامل سنتز شیمیایی محصولات طبیعی، داروها و پلیمرها و مطالعه مولکول‌های آلی در آزمایشگاه و از طریق مطالعات in-silico می باشد.

طیف وسیعی از مواد شیمیایی مورد مطالعه در شیمی آلی شامل هیدروکربن ها (ترکیبات حاوی کربن و هیدروژن)، هالوژن ها و همچنین ترکیبات مبتنی بر کربن هستند که علاوه بر کربن حاوی عناصر دیگری مانند اکسیژن، نیتروژن، گوگرد و فسفر  هم می باشند. شیمی آلی، مطالعه ترکیبات حاوی پیوندهای کربن و فلز می باشد.

علاوه بر این، تحقیقات جدید بر شیمی آلی شامل فلزات آلی مانند لانتانیدها (lanthanides) به ویژه فلزات واسطه مانند روی، مس، پالادیوم، نیکل، کبالت، تیتانیوم و کروم، تمرکز دارند. ترکیبات آلی اساس زندگی بر روی کره ی زمین و اکثر مواد شیمیایی شناخته شده را تشکیل می دهند. الگوهای پیوند کربن، با ظرفیت چهار پیوند منفرد، دوگانه، و سه گانه، به علاوه ساختارهایی با الکترون‌های غیرمکانی، باعث می‌شود، ترکیبات آلی از نظر ساختاری متنوع و دامنه کاربردهای آن‌ها بسیار زیاد باشد.

ترکیبات آلی اساس، یا اجزای تشکیل دهنده بسیاری از محصولات تجاری از جمله داروها، پتروشیمی ها، مواد شیمیایی، کشاورزی و محصولات ساخته شده از آنها شامل روان کننده ها، حلال ها. پلاستیک؛ سوخت و مواد منفجره می باشند. مطالعه شیمی آلی با شیمی آلی فلزی و بیوشیمی و همچنین با شیمی دارویی، شیمی پلیمر، و علم مواد همپوشانی دارد.

شیمی دارویی چیست؟

علم شیمی دارویی با علم طراحی دارو و سنتز مولکول های فعال بیولوژیکی مرتبط است. هدف از علم شیمی دارویی به دست آوردن مولکول‌های شیمیایی جدید است که می‌تواند کشف دارو‌های جدید یا بهینه‌سازی ساختارهای دارویی شناخته‌شده را انجام دهند و در نتیجه مجموعه داروهای شیمیایی را گسترش دهند.

اگرچه شیمی آلی نقش مهمی ایفا می کند، اما فقط شیمیدانان داروساز آگاه قادر به کار موثر در یک محیط بسیار بین رشته ای و تعامل با دانشمندان در سایر رشته ها مانند زیست شناسی مولکولی، زیست شناسی ساختاری، فارماکولوژی، شیمی فیزیک، بیوشیمی، فناوری فارماکوکینتیک، داروسازی، سم شناسی یا متخصصین رشته پزشکی و غیره می باشند.

اصطلاح شیمی دارویی یا pharmaceutical اولین بار پس از جنگ جهانی دوم به کار برده شد. در طول توسعه فارماکولوژی مولکولی، امکان بیان فعالیت بیولوژیکی هر ترکیب شیمیایی با استفاده از خواص مولکولی قابل اندازه گیری مانند IC50، EC50 و pA2 وجود داشت. از آن زمان دانشمندان شروع به استفاده از اصطلاح طراحی دارو یا drug design و توسعه ی سیستماتیک داروهای جدید نمودند.

پس از معرفی فناوری کامپیوتر و برنامه نویسی، امکان بررسی رابطه بین ساختار شیمیایی و فعالیت بیولوژیکی یک مولکول (ارتباط کمی ساختار-فعالیت یا QSAR) به طور قابل توجهی افزایش یافت. امروزه این روش‌های منطقی در طراحی داروهای جدید ارجحیت دارند. در سال های بعد، توسعه داروهای جدید به طور قابل توجهی توسط داروهای رادیواکتیو و برچسب گذاری متابولیت تسریع شد که به نوبه خود دانشمندان را قادر می ساخت تا اهداف درمانی جدید را شناسایی کنند.

معرفی زیست شناسی مولکولی تحولی در ویژگی های فارماکوکینتیک (درک سرنوشت دارو و متابولیت های آن در بدن) و فارماکودینامیک (درک مکانیسم های مولکولی داروها) ایجاد کرد. پیشرفت‌ها در ارزیابی تحلیلی مولکول‌های جدید، توسعه فن‌آوری‌های کامپیوتری و کاربردهای آن‌ها در رویکردهای مدل‌سازی مولکولی، همگی دامنه و استفاده از شیمی دارویی را به‌طور قابل توجهی گسترش داده و در نهایت امکان ارائه طیف وسیع‌تری از داروهای جدید را با یک روش درمانی جدید به ارمغان آورده است.

در آغاز قرن بیست و یکم، شیمی دارویی مولکول های جدیدی با تنوع ساختاری روزافزون توسعه داد. جدا از لیگاندهای مصنوعی کوچک و محصولات طبیعی، شیمیدان‌های داروسازی بر توسعه پپتیدها و پروتئین‌های اصلاح‌شده، عوامل بیولوژیکی (مانند آنتی‌بادی‌های مونوکلونال)، مجتمع‌های مولکولی چند منظوره و واکسن‌های مصنوعی تمرکز می‌کنند.

این پیشرفت سریع همراه با پیشرفت‌های زیست‌شناسی شیمیایی، مدل‌سازی مولکولی و روش‌های تحلیلی به طور کلی در همه زمینه‌های پزشکی است. در نتیجه، شیمی دارویی به بخش مهمی از تحقیقات پزشکی، دارویی و کشاورزی مدرن تبدیل شده است.

با شرکت در کارآموزی طراحی دارو ژنیران دانش خود را در مورد مبانی شیمی افزایش دهید:

دوره مهارت آموزی طراحی دارو