A molekuláris biológiában , biokémiában és farmakológiában a " kis molekulák " kifejezés viszonylag kis molekulatömegű kémiai vegyületeket jelent, azaz kis molekulatömegű anyagokat (molekulatömeg nem haladja meg a 900 daltont ), [1] amelyek egy vagy másik biológiai tulajdonsággal rendelkeznek. aktivitás, vagyis bizonyos biológiai folyamatok szabályozásának vagy befolyásolásának képessége. A "kis molekulák" jellemző mérete nem több, mint 10-9 m. A legtöbb gyógyszer kis molekula (vagyis kis molekulatömegű anyag).
A "kis molekula" molekulatömegének felső határa körülbelül 900 dalton, ami lehetővé teszi, hogy sok ilyen "kis molekula" (persze feltéve, hogy kellően lipofil , azaz kellően jó lipidoldékonyság ) áthatoljon a lipiden. A sejtmembrán kettős rétege meglehetősen gyorsan megtörténik , és eléri intracelluláris célpontjaikat. [1] [2] Ezenkívül a kellően kis molekulatömeg (kevesebb, mint 900 dalton) szintén szükséges, de nem elégséges feltétel a potenciális gyógyszerjelölt megfelelő orális biológiai hozzáférhetőségének biztosításához . A potenciális gyógyszerjelöltek számára az úgynevezett „ötös szabály” még valamivel kisebb maximális molekulaméretet is javasol (legfeljebb 500 dalton). Ez az ajánlás azon a statisztikai megfigyelésen alapul, hogy a mellékhatásokra vagy a kezelés sikertelenségére vonatkozó panaszok gyakorisága és a terápia folytatásának elutasításának gyakorisága az előzetes klinikai vizsgálatokban átlagosan szignifikánsan kisebb volt az 500-nál kisebb molekulatömegű potenciális gyógyszerjelöltek esetében. dalton, mint az 500 és 900 dalton közötti molekulatömegűeknél. [3] [4]
A farmakológiában a "kis molekulák" fogalmát általában még jobban szűkítik, csak azokra a "kis molekulákra" (vagyis kis molekulatömegű anyagokra) korlátozva, amelyek képesek kötődni bizonyos, jól meghatározott biológiai molekulákhoz. célpontok - ezek vagy azok a specifikus biopolimerek, mint például egyik vagy másik receptor , enzimatikus vagy szabályozó fehérje vagy nukleinsav , és effektorként működnek , megváltoztatva ennek a biopolimernek a kémiai szerkezetét, térbeli konformációját, aktivitását vagy funkcióját. A kis molekulák különféle biológiai funkciókat tölthetnek be, különösen jelátvivőként szolgálhatnak , gyógyszerként az orvosi gyakorlatban , műtrágyákként , rovarirtó szerekként és gyomirtó szerekként a mezőgazdaságban stb. Ezek az alacsony molekulatömegű vegyületek ("kis molekulák") lehetnek természetes eredetűek ( például másodlagos metabolitok) vagy mesterséges, szintetikus (például vírusellenes gyógyszerek). Pozitív hatással lehetnek bizonyos betegségekre (például gyógyszerekre), vagy károsak és mérgezőek lehetnek (például kis molekulatömegű mérgek, rákkeltő anyagok , mutagének , teratogén anyagok ). Az olyan biopolimerek, mint a nukleinsavak, fehérjék, poliszacharidok (például keményítő , glikogén , cellulóz ) nem „kis molekulák”, hanem az őket alkotó monomereket – mint például ribo- vagy dezoxiribonukleotidokat, aminosavakat, monoszacharidokat – gyakran nevezik „ kis molekulák". Az ezekből a monomerekből álló nagyon kicsi oligomereket, mint például a dinukleotidokat, trinukleotidokat és más oligonukleotidokat, a rövid láncú peptideket (oligopeptideket), mint például a glutationt vagy az oxitocint , a diszacharidokat , például a szacharózt , gyakran szintén kis molekulák közé sorolják.
A legtöbb gyógyszer kis molekula, bár egyes gyógyszerek lehetnek fehérjék (például inzulin és más biológiai anyagok ). Sok fehérje szájon át bevéve lebomlik, és nem tud áthatolni a sejtmembránon . A kis molekulatömegű anyagoknak jobb a biológiai hozzáférhetősége, bár sok közülük csak prodrugként tud felszívódni . A kis molekulájú gyógyszerek a legtöbb esetben orálisan is bevehetők, míg a fehérje jellegű gyógyszerek általában parenterális adagolást igényelnek [5] .
Számos szervezet, köztük baktériumok, gombák és növények termelnek kis molekulatömegű másodlagos metabolitokat , más néven természetes termékeket amelyek szerepet játszanak a jelzésekben , a pigmentációban és a ragadozók elleni védekezésben. A másodlagos metabolitok gazdag forrásai a biológiailag aktív vegyületeknek, ezért gyakran vizsgálják őket új gyógyszerek kutatása során [6] . Példák ilyen anyagokra: