物活性除与药物的理化性质相关外，主要 受药物的化学结构与受体相互作用关系的 影响，药物的化学结构稍微改变，就可影 响其药效。
非特异性结构药物

药理作用与化学结构类型的关系较少������
主要受药物的理化性质的影响 –如全身麻醉药从化学结构上看: 气体、低 分子量的卤烃、醇、醚、烯烃等； –其作用主要受脂水（气）分配系数的影 响。
区别的本质

非特异性结构药物 不与受体结合

特异性结构药物
与受体结合
一、药物产生作用的主要因素

药物从吸收进入人体到产生作用要经历一 系列的过程。药物的体内过程一般分为吸 收、分布、代谢和排泄，其中吸收、分布 和排泄统称为药物转运，代谢则称为生物 转化。
药物
口服给药
胃肠道
吸收
血液
分布
代谢
代谢物


钥匙和锁的关系
药物的动力学时相

pharmacokimetic phase 药物必须以一定的浓度到达作用部位，才能 产生应有的药效 –该因素与药物的转运（吸收、分布、排泄） 密切相关

2015 年 10 月 ， 屠 呦 呦 获得诺贝尔生理学或医学 奖，理由是她发现了青蒿 素，这种药品可以有效降 低疟疾患者的死亡率。
第三讲 药物的结构与药效的关系
Structure-Activity Relationships of Drugs
药物构效关系

药物的化学结构与药效之间的关系，简称
构效关系； Structrue-Activity Relationships，SAR。 研究药物的构效关系是药物化学的中心内


容之一。


随着有机化学、生物化学和药理学等学科的 发展，尤其是近年来分子生物学、分子药理 学和量子生物化学等学科的进展，人们对机 体的认识已经从宏观深入到微观的分子水平， 使构效关系的研究向分子水平迈进。

现在可以比较深入地阐明药物在机体内的
作用机制以及药物化学结构与药物作用之 间的关系 构效关系的研究已成为现代新药研究和设
(2-3)

R1
R2
R3
R4
R5
-OH
-OH -OH
-OH
-OH -OH
-OH
-OH -OH
-H
-H -H
-CH3
-H -CH(CH3)2
肾上腺素
去甲肾上腺素 异丙肾上腺素
-OH
-OH -H
-OH
-H
-H
-OH
-H
-H
-H
-C(CH3)3
多巴胺
沙丁胺醇 麻黄碱
-CH2OH -OH

许多类药物都可以找出其基本结构（药效 团），如局部麻醉药、磺胺类药物、拟肾 上腺素药物、β-受体阻滞剂、青霉素类药物、 头孢菌素类药物的基本结构。
局部麻醉药
O Ar X (CH2)n (2-1) N
磺胺类药物
磺胺醋酰
磺胺噻唑
磺胺嘧啶
磺胺甲噁唑
NH
SO2 NH
(2-2)
拟肾上腺素药物
C C N

药物的药效学时相

pharmcodynamic phase
依赖于药物的特定的化学结构
–空间结构上的互补性
–电荷分布上相互匹配
结构特异性药物

在作用部位，药物和受体分子结合形成复 合物，进而引起受体构象的改变，触发机 体微环境产生与药效有关的一系列生理效 应。
二、药物的基本结构对药效的影响
自组装：self-assembly

药物分类
根据分子水平上的作用方式，药物分为 非特异性结构药物 –（Structurally Nonspecific Drug） 特异性结构药物 –（Structurally Specific Drug）

特异性结构药物

依赖于药物分子特异的化学结构及其特异的 空间排列 药物活性与化学结构的关系密切
-CH3 -CH3
β-受体阻滞剂
OH
吲哚洛尔
O OH N H N H
Ar
O
(CH2)n
CH
CH2NHR
( 2-4)
波吲洛尔
普萘洛尔
O O N H O
纳多洛尔
O HO HO OH
N H
N H
青霉素类药物
RCONH N O S CH3 CH3 COOH
(2-5)
非奈西林
丙匹西林
阿度西林
阿莫西林
头孢菌素类药物
活性也与体内特定的受体的相互作用有关

特异性结构药物发挥药效的本质

药物小分子与受体生物大分子的有效结合， 这包括两者在立体空间上互补；在电荷分 布上相匹配，通过各种键力的作用使两者 相互结合，进而引起受体生物大分子构象 的改变，触发机体微环境产生与药效有关 的一系列生物化学反应。

绝大多数药物属于特异性结构药物，其生
RCONH N O COOH (2-6)

如口服抗疟药必须先通过胃肠道粘膜的吸收，
进入血液，通过红细胞膜，再透过红细胞内
疟原虫的细胞膜，进入疟原虫体内，才能发
挥抑制或杀灭疟原虫的作用。

药物的转运过程将影响药物在受体部位的
浓度，而转运过程是以药物理化性质和结 构为基础。 在转运过程中，药物的代谢可使药物的结 构发生变化，使药物活性增强或失活。

structure modification；analogues
analogs
定量构效关系

QSAR主要是借助生物活性和化学结构参数， 通过一定的数学模式描述药物的化学结构 与其生物效应间的关系，对新药设计和阐 明药物在生物体内的作用原理都有一定的 意义。
Quantitative Structrue-Activity Relationships

计的基础。
受体（receptor）

受体（receptor）是一种具有立体结构的生
物大分子，大部分为蛋白质，主要为糖蛋 白或脂蛋白，有时也将酶、核酸和膜聚合 体等包括在内，统称为受体。

受体存在于细胞膜上或细胞膜内，对特定 的生物活性物质有识别能力，并可选择性 与之结合成复合物。药物与受体的结合可 使受体兴奋，传递信息，激活有关生物大 分子，产生一系列特定的生化反应。
组织
血浆蛋白
排泄
药物的体内过程示意图

伴随着血液在体内循环，可将药物输送到全 身，由血液向各个组织部位间扩散，分一系列 脂肪双分子层的膜相结构，要受到不同化学 环境和各种酶系统的降解和代谢，最终通过 尿液和粪便排出体外。

这个过程的每一个环节都会影响药物的药效， 其中决定药物药效的主要因素有以下两方面： 药物到达作用部位的浓度（以药物作用的动 力学时相来描述） 药物和受体的相互作用（以药物作用的药效 学时相来描述）