基于结构的药物及其他生物活性分子设计:工具和策略

《基于结构的药物和生物活性分子设计》是国际知名药物化学专家，美国普渡大学ArunK.Ghosh教授和意大利锡耶纳大学SandraGemma教授合著的《基于结构的药物和生物活性分子设计》的中译本。Ghosh教授曾在美国默沙东公司从事基于结构的药物设计研究，他设计研发的抗艾滋病药物Darunavir已经FDA批准上市，为治疗艾滋病领域的重大研究成果。《基于结构的药物和生物活性分子设计》凝聚了作者及其所领导实验室的大量研究成果。在回顾了小分子药物研发的历史之后，作者阐述了基于结构药物设计的基本概念、工具和方法，以近年在欧美上市的经典药物为例，深入浅出地为读者介绍了其研发历程。《基于结构的药物和生物活性分子设计》内容丰富，除了介绍药物研发理念、工具，还借助生动的研发实例进行阐述，使得药物研发的精彩和艰辛跃然纸上，同时作者还附上了大量的参考文献以飨读者。

译者的话
中文版序
作者序
第1章 从传统药物到现代药物:基于结构药物设计的历史回顾 1
1.1 引言 1
1.2 1928~1980年期间的药物研发 1
1.3 基于结构的药物设计的起源 6
1.4 结论 12
第一部分 基于结构药物设计的基本概念、工具、配体以及多样化的化合物骨架第2章天冬氨酸蛋白酶抑制剂的设计 17
2.1 引言 17
2.2 天冬氨酸蛋白酶类肽抑制剂的设计 18
2.3 基于statine的抑制剂设计 20
2.4 基于羟基亚甲基等排体抑制剂的设计 25
2.5 基于羟乙胺等排体抑制剂的设计 31
2.5.1 光学活性的α氨烷基取代的环氧化物的合成 34
2.6 基于羟乙基脲的抑制剂的设计 36
2.7 基于羟乙基磺酰胺的抑制剂 38
2.8 杂环/非类肽天冬氨酸蛋白酶抑制剂的设计 38
2.8.1 基于羟基香豆素和羟基吡喃酮的抑制剂 39
2.8.2 基于取代哌啶的抑制剂的设计 42
2.8.3 基于二氨基嘧啶的抑制剂的设计 46
2.8.4 基于酰基胍的抑制剂的设计 47
2.8.5 基于氨基吡啶的抑制剂的设计 49
2.8.6 基于氨基咪唑和氨基乙内酰脲的抑制剂的设计 50
2.9 结论 52
第3章 丝氨酸蛋白酶抑制剂的设计 53
3.1 引言 53
3.2 丝氨酸蛋白酶的催化机制 53
3.3 丝氨酸蛋白酶抑制剂的类型 54
3.4 卤代甲基酮类抑制剂 55
3.5 膦酸二苯酯类抑制剂 56
3.6 三氟甲基酮类抑制剂 59
3.6.1 三氟甲基酮类化合物的合成 62
3.7 肽基硼酸类抑制剂 63
3.7.1 α氨基烷基硼酸衍生物的合成 68
3.8 肽基α酮酰胺和α酮杂环类抑制剂 70
3.8.1 α羰基酰胺类和α羰基杂环类化合物的合成 75
3.9 基于杂环化合物设计丝氨酸蛋白酶抑制剂 79
3.9.1 异香豆素衍生的不可逆抑制剂 79
3.9.2 β内酰胺衍生的不可逆抑制剂 80
3.10 可逆的/非共价抑制剂 82
3.11 结论 89
第4章 蛋白酶体抑制剂的设计 90
4.1 引言 90
4.2 20S蛋白酶体的催化机制 90
4.3 蛋白酶体抑制剂 91
4.3.1 硼酸型蛋白酶体抑制剂的开发 92
4.3.2 基于β内酯天然产物的蛋白酶体抑制剂的开发 93
4.3.3 环氧酮衍生物类抑制剂的开发 95
4.3.4 非共价型蛋白酶体抑制剂 97
4.4 β内酯骨架的制备 98
4.5 环氧酮骨架的制备 100
4.6 结论 103
第5章 半胱氨酸蛋白酶抑制剂设计 104
5.1 引言 104
5.2 迈克尔加成受体的半胱氨酸抑制剂 105
5.3 非共价半胱氨酸蛋白酶抑制剂的设计 109
5.4 结论 112
第6章 金属蛋白酶抑制剂的设计 113
6.1 引言 113
6.2 基质金属蛋白酶抑制剂的设计 114
6.3 肿瘤坏死因子α转化酶抑制剂的设计 120
6.4 结论 122
第7章 基于结构的蛋白激酶抑制剂设计 123
7.1 引言 123
7.2 蛋白激酶的活性区域 123
7.3 蛋白激酶的催化机制 124
7.4 蛋白激酶抑制剂的设计策略 125
7.5 基于结合模式的激酶抑制剂的性质 128
7.5.1 第一类激酶抑制剂及其设计 128
7.5.2 第二类激酶抑制剂及其设计 132
7.5.3 别构激酶抑制剂及其设计 136
7.5.4 共价激酶抑制剂及其设计 140
7.6 结论 145
第8章 蛋白质X射线晶体学在基于结构药物的分子设计中的应用 146
8.1 引言 146
8.2 蛋白质的表达和纯化 147
8.3 同步加速器辐射 148
8.4 结构生物学在基于片段的药物设计上的应用 149
8.5 基于碎片药物设计实例 150
8.6 结论 159
第9章 GPCR药物设计 160
9.1 引言 160
9.2 GPCR的高分辨结构 161
9.3 虚拟筛选用于β2肾上腺素能受体 162
9.4 基于结构设计的腺苷A2A受体拮抗剂 164
9.5 CCR5拮抗剂结构导向设计 167
9.5.1 由高通量筛选得到的先导化合物开发Maraviroc 168
9.5.2 增进抗病毒活性并降低细胞色素P450活性 169
9.5.3 降低hERG活性和优化药代动力学参数 170
9.5.4 其他CCR5拮抗剂 172
9.6 结论 172
第二部分 基于结构设计研发的FDA批准上市药物和临床在研分子
第10章 血管紧张素转化酶抑制剂用于治疗高血压:卡托普利的设计和发现 177
10.1 引言 177
10.2 卡托普利的设计:第一例临床批准的血管紧张素转化酶抑制剂 178
10.3 血管紧张素转化酶的结构 184
10.4 羧基作为锌离子结合基团的ACE抑制剂设计 186
10.5 含磷锌结合基团的ACE抑制剂 189
10.5.1 基于磷酰胺酯的抑制剂 190
10.5.2 磷酸和次磷酸衍生物:通往福辛普利之路 191
10.6 结论 192
第11章 用于HIV感染和AIDS治疗的HIV1蛋白酶抑制剂:沙奎那韦、茚地那韦和达芦那韦的药物设计 194
11.1 引言 194
11.2 HIV蛋白酶结构以及过渡态生物电子等排体肽类抑制剂的设计 196
11.3 沙奎那韦:第一个临床批准的HIV1蛋白酶抑制剂 199
11.4 茚地那韦:一个包含羟基亚乙基过渡态电子等排体的HIV蛋白酶抑制剂 203
11.5 达芦那韦的设计与开发 208
11.6 在药物发现中环醚模版的设计 209
11.7 作为P2区域配体的环状砜的考察 213
11.8 双四氢呋喃环及其他双环P2配体的设计 214
11.9 抗耐药的骨架结合概念:增强S2到S2′区域的氢键作用的分子设计策略 216
11.10 达芦那韦和其他临床活性药物的设计 219
11.11 结论 222
第12章 蛋白激酶抑制剂靶向癌症治疗药物:伊马替尼、尼洛替尼、巴氟替尼和达沙替尼的设计和发现 223
12.1 引言 223
12.2 激酶抑制剂作为抗癌药的演变 224
12.3 伊马替尼的发现 226
12.4 伊马替尼:选择性的结构基础 228
12.5 药理学概况和临床开发 230
12.6 伊马替尼的耐药性 230
12.7 应对耐药性的不同策略 231
12.7.1 尼洛替尼和巴氟替尼:优化药物靶标相互作用 231
12.7.2 达沙替尼:结合活性构象（第一个Abl/Src双重抑制剂实例） 234
12.8 结论 240
第13章 NS3/4A丝氨酸蛋白酶抑制剂治疗丙肝病毒:波普瑞韦和替拉瑞韦的设计和发现 242
13.1 引言 242
13.2 NS3/4A结构 243
13.3 通过NS3/4A丝氨酸蛋白酶的肽水解机制 246
13.4 基于作用机制的抑制剂开发 247
13.5 HCVNS3/4A蛋白酶抑制剂的开发策略 250
13.6 开发波普瑞韦的早期研究 250
13.7 减少肽特征 254
13.8 P2位相互作用的优化 255
13.9 截断策略:波普瑞韦的发现历程 257
13.10 替拉瑞韦的发现 261
13.11 同时优化P1、P1′、P2、P3和P4的策略:替拉瑞韦的发现之路 262
13.12 结论 264
第14章 蛋白酶体抑制剂用于多发性骨髓瘤的治疗:硼替佐米和卡非佐米的设计和发现 266
14.1 引言 266
14.2 硼替佐米的发现 267
14.3 卡非佐米的发现 271
14.4 结论 274
第15章 直接凝血酶抑制剂用于治疗血栓:抗凝血药物达比加群酯的研发 276
15.1 引言 276
15.2 凝血级联和抗凝血药物 277
15.3 抗凝疗法 279
15.4 凝血酶的结构 280
15.5 达比加群酯的发现 283
15.6 结论 292
第16章 用于治疗HIV/AIDS的非核苷类反转录酶抑制剂:依曲韦林和利匹韦林的设计及开发 293
16.1 引言 293
16.2 HIV反转录酶结构 294
16.3 依曲韦林和利匹韦林的发现 298
16.4 结论 307
第17章 用于治疗高血压的肾素抑制剂:阿利吉仑的设计与开发 308
17.1 引言 308
17.2 肾素的结构 308
17.3 含有过渡态等排体的多肽抑制剂 309
17.4 类肽抑制剂 311
17.5 类肽抑制剂的设计 314
17.6 阿利吉仑的生物学特性 327
17.7 结论 328
第18章 用于治疗流感病毒神经氨酸酶抑制剂:扎那米韦和奥司他韦的设计与发现 329
18.1 引言 329
18.2 扎那米韦的研发 332
18.3 奥司他韦的研发 335
18.4 结论 338
第19章 碳酸酐酶抑制剂治疗青光眼多佐胺的设计和开发 340
19.1 引言 340
19.2 多佐胺的设计和开发 342
19.3 结论 346
第20章 β分泌酶抑制剂用于阿尔茨海默病的治疗——临床前和临床抑制剂研究 347
20.1 引言 347
20.2 β分泌酶及其X射线晶体结构 348
20.3 第1个类肽BACE抑制剂的开发 349
20.4 抑制剂与BACE1复合物的X射线晶体结构 351
20.5 选择性抑制剂的设计与开发 353
20.6 具有临床开发潜力的小分子抑制剂的设计 357
20.7 GRL8234（18）在AD小鼠中改善认知功能减退 361
20.8 处于临床开发阶段的BACE1抑制剂 362
20.8.1 临床抑制剂AZD3839的开发 363
20.8.2 亚胺嘧啶酮类BACE1抑制剂的开发 366
20.9 结论 369
索引 371