isostere是什么意思，isostere的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

isostere（等排物）是一个在药物化学和生物化学领域非常重要的概念，指的是一组原子、分子或基团，它们虽然具有不同的原子组成，但在大小、形状、电子分布（包括电荷分布、极性、范德华半径等）以及某些化学性质上非常相似。这种相似性使得它们可以在生物活性分子（如药物分子）中相互替换，而不会显著改变分子的整体空间构型、电子特性以及由此产生的生物活性（如与受体的结合能力）。

其核心含义包括：

1. 结构相似性： 等排物在分子的三维体积和形状上高度相似。这意味着当它们被置入一个分子骨架中时，不会引起分子整体构象的剧烈变化。
2. 电子性质相似性： 等排物具有相似的电子特性，例如：
   • 极性： 亲水性/疏水性相似。
   • 电负性： 吸引电子的能力相似。
   • 偶极矩： 分子内电荷分离的程度相似。
   • 诱导效应： 通过化学键传递电子效应的能力相似。
   • pKa值： 电离能力相似（如果涉及可电离基团）。
   • 氢键能力： 形成或接受氢键的能力相似。
3. 生物等效性： 这是等排概念最重要的应用。由于结构和电子性质的相似性，等排物替换通常能保持或仅轻微改变原分子与生物靶标（如酶、受体）的相互作用模式，从而保留其生物活性（激动、拮抗、抑制等）。这使得等排替换成为药物设计中优化药物性质（如提高活性、改善代谢稳定性、降低毒性、优化药代动力学）的关键策略。

经典等排替换示例：

• -OH（羟基）和 -NH₂（氨基）： 两者都是氢键供体和受体，体积相似，常用于相互替换。
• -F（氟）和 -H（氢）： 氟原子常被视为氢的等排体（生物等排体），因为其范德华半径与氢接近（F: ~1.47 Å, H: ~1.20 Å），且氟的强电负性产生的诱导效应有时可以模拟氢的某些电子效应。氟化是药物设计中极其常用的修饰策略。
• -COOH（羧基）和 -SO₂NHR（磺酰胺基）： 两者都是酸性基团，可以电离成阴离子，在特定情况下可作为等排体。
• 苯环和噻吩环： 某些情况下，杂环（如噻吩）可以作为苯环的等排体，因为它们具有相似的平面结构和电子分布特征。

等排概念的意义：

在药物设计中，系统地应用等排替换（称为生物等排体替换）可以帮助药物化学家：

• 优化先导化合物： 提高活性、选择性。
• 改善药物代谢动力学性质： 如增加代谢稳定性、改善口服生物利用度。
• 降低毒副作用。
• 规避专利： 设计结构不同但活性相似的分子。

Isostere 描述的是一种基于结构和电子性质高度相似性的替代关系，这种相似性使得替换后的分子在生物体系中能产生相似的作用，是理解分子间相互作用和进行理性药物设计的核心概念之一。

来源参考：

• 药物化学原理 - 等排体概念 (ScienceDirect 是一个权威的科技文献数据库，其“化学”主题下的“等排体”词条提供了专业定义和应用背景)
• 生物等排体在药物设计中的应用 (美国化学会 ACS Publications 是化学领域顶级期刊出版社，该综述文章详细讨论了生物等排体的原理和应用)

网络扩展资料

“Isostere”是化学和药物设计领域的重要概念，指在分子中具有相似物理或化学性质的原子或基团，可互相替换而不显著改变分子的整体性质。具体解释如下：

1. 基本定义
   Isostere通常指结构不同但空间体积、电性或其他关键性质相近的原子或基团。这种替换常用于优化化合物的稳定性、代谢特性或生物活性。

2. 应用领域

   • 药物设计：例如在HIV-1蛋白酶抑制剂中，研究人员合成了“羟基乙烯二肽异位体”（hydroxyethylene dipeptide isostere），通过替换天然肽键结构来增强药物稳定性和抑制效果。
   • 材料科学：通过异位体调整材料分子结构以改善性能。

3. 作用机制
   异位体替换可保持分子整体构型和功能，同时可能优化特定性质（如降低毒性、提高生物利用度）。

如需进一步了解具体案例或合成方法，可参考知网百科等权威来源。

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