Molécula pequeña - Small molecule

Dentro de los campos de la biología molecular y la farmacología , una molécula pequeña es un compuesto orgánico de bajo peso molecular (<900 daltons ) que puede regular un proceso biológico, con un tamaño del orden de 1 nm. Muchas drogas son moléculas pequeñas. Las estructuras más grandes, como los ácidos nucleicos y las proteínas , y muchos polisacáridos no son moléculas pequeñas, aunque sus monómeros constituyentes (ribo o desoxirribonucleótidos, aminoácidos y monosacáridos, respectivamente) a menudo se consideran moléculas pequeñas. Las moléculas pequeñas se pueden utilizar como herramientas de investigación para sondear la función biológica , así como para liderar el desarrollo de nuevos agentes terapéuticos . Algunos pueden inhibir una función específica de una proteína o interrumpir las interacciones proteína-proteína .

La farmacología generalmente restringe el término "molécula pequeña" a moléculas que se unen a macromoléculas biológicas específicas y actúan como efectores , alterando la actividad o función de la diana. Las moléculas pequeñas pueden tener una variedad de funciones o aplicaciones biológicas, sirviendo como moléculas de señalización celular, medicamentos en la medicina , pesticidas en la agricultura y en muchas otras funciones. Estos compuestos pueden ser naturales (como metabolitos secundarios ) o artificiales (como medicamentos antivirales ); pueden tener un efecto beneficioso contra una enfermedad (como los medicamentos ) o pueden ser perjudiciales (como los teratógenos y carcinógenos ).

Corte de peso molecular

El límite de peso molecular superior para una molécula pequeña es de aproximadamente 900 daltons, lo que permite la posibilidad de difundirse rápidamente a través de las membranas celulares para que pueda alcanzar los sitios de acción intracelulares . Este límite de peso molecular también es una condición necesaria pero insuficiente para la biodisponibilidad oral, ya que permite el transporte transcelular a través de las células epiteliales intestinales . Además de la permeabilidad intestinal, la molécula también debe poseer una velocidad de disolución en agua razonablemente rápida y una solubilidad en agua adecuada y un metabolismo de primer paso de moderado a bajo . Se ha recomendado un límite de peso molecular algo más bajo de 500 daltons (como parte de la " regla de los cinco ") para los candidatos a fármacos orales de molécula pequeña basándose en la observación de que las tasas de desgaste clínico se reducen significativamente si el peso molecular se mantiene por debajo de este límite.

Drogas

La mayoría de los productos farmacéuticos son moléculas pequeñas, aunque algunos pueden ser proteínas (p. Ej., Insulina y otros productos médicos biológicos ). Con la excepción de los anticuerpos terapéuticos , muchas proteínas se degradan si se administran por vía oral y la mayoría de las veces no pueden atravesar las membranas celulares . Es más probable que las moléculas pequeñas se absorban, aunque algunas de ellas solo se absorben después de la administración oral si se administran como profármacos . Una ventaja que tienen los fármacos de molécula pequeña (SMD) sobre los biológicos de "molécula grande" es que muchas moléculas pequeñas se pueden tomar por vía oral, mientras que los biológicos generalmente requieren una inyección u otra administración parenteral .

Metabolitos secundarios

Una variedad de organismos, incluidas bacterias, hongos y plantas, producen metabolitos secundarios de moléculas pequeñas, también conocidos como productos naturales , que desempeñan un papel en la señalización celular, la pigmentación y la defensa contra la depredación. Los metabolitos secundarios son una rica fuente de compuestos biológicamente activos y, por lo tanto, se utilizan a menudo como herramientas de investigación y guías para el descubrimiento de fármacos. Los ejemplos de metabolitos secundarios incluyen:

Herramientas de investigación

Ejemplo de cultivo celular de una molécula pequeña como herramienta en lugar de una proteína. En cultivo celular para obtener un linaje pancreático de mesodérmicas células madre , el ácido retinoico vía de señalización debe ser activado mientras que el sonic hedgehog vía inhibida, lo que se puede hacer añadiendo a los medios anti-shh anticuerpos , proteína de interacción Hedgehog , o ciclopamina , donde las dos primeras moléculas son proteínas y la última una molécula pequeña.

Las enzimas y los receptores a menudo se activan o inhiben mediante una proteína endógena , pero también pueden ser inhibidos por inhibidores o activadores de moléculas pequeñas endógenos o exógenos , que pueden unirse al sitio activo o al sitio alostérico .

Un ejemplo es el teratógeno y carcinógeno forbol 12-miristato 13-acetato , que es un terpeno vegetal que activa la proteína quinasa C , que promueve el cáncer, lo que lo convierte en una herramienta de investigación útil. También existe interés en la creación de factores de transcripción artificiales de moléculas pequeñas para regular la expresión génica , como por ejemplo el wrenchnolol (una molécula en forma de llave inglesa).

La unión del ligando se puede caracterizar usando una variedad de técnicas analíticas tales como resonancia de plasmón superficial , termoforesis a microescala o interferometría de polarización dual para cuantificar las afinidades de reacción y propiedades cinéticas y también cualquier cambio conformacional inducido .

Terapéutica anti-genómica

La terapéutica anti-genómica de molécula pequeña , o SMAT, se refiere a una tecnología de biodefensa que se dirige a las firmas de ADN que se encuentran en muchos agentes de guerra biológica . Los SMAT son medicamentos nuevos de amplio espectro que unifican las actividades antibacterianas, antivirales y antipalúdicas en un solo tratamiento que ofrece beneficios económicos sustanciales y ventajas logísticas para los médicos y el ejército.

Ver también

Referencias

enlaces externos