În biologie moleculară , biochimie și farmacologie , termenul „ molecule mici ” se referă la compuși chimici cu o greutate moleculară relativ mică, adică substanțe cu greutate moleculară mică (greutate moleculară nu mai mare de 900 daltoni ), [1] având una sau alta substanță biologică . activitate, adică capacitatea de a regla sau influența anumite procese biologice. Dimensiunea caracteristică a „moleculelor mici” nu este mai mare de 10 −9 m. Majoritatea medicamentelor sunt molecule mici (adică substanțe cu greutate moleculară mică).
Limita superioară a greutății moleculare a unei „molecule mici” este de aproximativ 900 daltoni, ceea ce permite multor dintre aceste „molecule mici” (cu condiția, desigur, și ca acestea să fie suficient de lipofile , adică liposolubilitate suficient de bună ) să pătrundă în lipide. dublu strat al membranei celulare destul de repede și își ating țintele intracelulare. [1] [2] În plus, o greutate moleculară suficient de mică (mai puțin de 900 daltoni) este, de asemenea, o condiție necesară, dar nu suficientă pentru a asigura o biodisponibilitate orală adecvată a unui potențial candidat medicament . Pentru potențialii candidați la medicamente, așa-numita „regula a cinci” recomandă chiar și o dimensiune moleculară maximă puțin mai mică (nu mai mult de 500 daltoni). Această recomandare se bazează pe observația statistică conform căreia frecvența plângerilor privind efectele secundare sau eșecul tratamentului și frecvența refuzului de a continua terapia în studiile clinice preliminare a fost, în medie, semnificativ mai mică pentru potențialii candidați la medicamente cu o greutate moleculară mai mică de 500. daltoni decât pentru cei cu o greutate moleculară între 500 și 900 daltoni. [3] [4]
În farmacologie, sensul termenului „molecule mici” este de obicei restrâns și mai mult, limitându-l doar la acele „molecule mici” (adică substanțe cu greutate moleculară mică) care sunt capabile să se lege de anumite moleculare biologice, bine definite. ținte - aceștia sau acei biopolimeri specifici, cum ar fi unul sau altul receptor , proteină enzimatică sau reglatoare sau acid nucleic și acționează ca un efector , modificând structura chimică, conformația spațială, activitatea sau funcția acestui biopolimer. Moleculele mici pot îndeplini diverse funcții biologice, în special, servesc ca transmițători de semnal , medicamente în practica medicală , îngrășăminte , pesticide , insecticide și erbicide în agricultură etc. Acești compuși cu greutate moleculară mică ("molecule mici") pot fi de origine naturală ( precum metaboliții secundari) sau artificiale, sintetice (cum ar fi medicamentele antivirale). Ele pot avea un efect pozitiv în unele boli (cum ar fi medicamentele) sau pot fi dăunătoare și toxice (cum ar fi otrăvuri cu greutate moleculară mică, agenți cancerigeni , mutageni , teratogene ). Biopolimerii precum acizii nucleici, proteinele, polizaharidele (cum ar fi amidonul , glicogenul , celuloza ) nu sunt „molecule mici”, dar monomerii lor constitutivi – precum ribo- sau deoxiribonucleotidele, aminoacizii, respectiv monozaharidele – sunt adesea denumiți „ molecule mici”. Oligomeri foarte mici compuși din acești monomeri, cum ar fi, de exemplu, dinucleotide, trinucleotide și alte oligonucleotide, peptide cu lanț scurt (oligopeptide) cum ar fi glutationul sau oxitocina , dizaharide precum zaharoza , sunt adesea clasificate ca molecule mici.
Majoritatea medicamentelor sunt molecule mici, deși unele medicamente pot fi proteine (cum ar fi insulina și alte substanțe biologice ). Multe proteine, atunci când sunt luate pe cale orală , sunt degradate și nu pot pătrunde în membrana celulară . Substanțele cu greutate moleculară mică au o biodisponibilitate mai bună, deși multe dintre ele pot fi absorbite doar ca promedicamente . Medicamentele cu molecule mici pot fi administrate în majoritatea cazurilor pe cale orală, în timp ce medicamentele de natură proteică necesită de obicei o cale de administrare parenterală [5] .
O gamă largă de organisme, inclusiv bacterii, ciuperci și plante, produc metaboliți secundari cu greutate moleculară mică , cunoscuți și ca produse naturale care joacă un rol în semnalizarea , pigmentarea și apărarea împotriva prădătorilor. Metaboliții secundari sunt o sursă bogată de compuși biologic activi și, prin urmare, sunt adesea investigați în căutarea de noi medicamente [6] . Exemple de astfel de substanțe: