蛋白-药物的结合口袋往往是一个复杂的三维结构，因此药物化学家们在设计药物的时候引入SP3杂化的碳原子以增加化合物分子的三维空间体积，从而提升化合物的成药性。根据这一理论，药物化学家们在药物分子设计时往往会引入通过SP3杂化原子连接的具有刚性的结构—螺环。
螺环指的是两个或以上的环状结构通过同一个原子连接在一起形成的多环结构，螺环类化合物因其刚性的稳定结构和丰富的三维立体构象，越来越多地应用在药物发现中。AbMole（奥默生物）是ChemBridge在中国的唯一官方指定合作伙伴。
图1：SP3杂化碳原子地空间构象和螺环类化合物空间构象
从2008年开始，基于螺环类化合物的药物开发开始迅速发展。2022年，Steven V.Ley教授因在温和条件下使用Vapourtec UV-150光化学反应器合成复杂的螺环化合物获诺贝尔化学奖。近年来，不断有螺环类药物推出。可以说，基于螺环类化合物的药物发现进入了前所未有的高速发展时代。
图2：一些含螺环结构的已上市药物
基于螺环类化合物的药物发现的优势在于：
优良的理化性质是活性化合物成为候选药物的关键前提条件之一。在化合物中引入螺环，增加了化合物分子中SP3杂化原子，可以提升化合物的溶解性和脂溶性。
螺环结构的引入提高了化合物的半衰期和分布体积，降低了清除率，从而使药物生物利用度提高。同时螺环结构的引入降低了游离药物比例，药物的药代动力学特性更佳。
螺环结构的引入使化合物分子更为立体。此外，随着螺环结构SP3原子的引入，也同时在化合物分子中引入了手性结构，使得化合物分子能够产生不同的立体构象，丰富了化合物分子的三维空间结构，从而增加了化合物分子的靶点选择性。
螺环类化合物的使用优点不胜枚举，虽然点击化学的发展使得螺环类化合物的合成不再像以前一样艰难，空间特异性也得到优化，但使用涵盖多种螺环结构的优质化合物库进行高通量筛选，才是基于螺环类化合物的药物发现最高效的方法。
ChemBridge化合物库，拥有超130万个类药性化合物，深获各国科学家赞许被誉为小分子化合物库的“金标准”。早在20多年前，ChemBridge科学家已经开始开发合成螺环类化合物。现如今，ChemBridge科学家以极强的合成创新能力，通过点击化学合成开发大量含螺环类结构的化合物。ChemBridge化合物库含有丰富多样的螺环类结构，满足研发者各种需求。如下是通过ChemBridge化合物库筛选出药物的应用实例：
图3：ChemBridge化合物库筛选出含螺环结构药物实例
药物分子的空间构象和理化性质对药物分子的药效学、药动学数据影响很大。螺环类结构因其刚性机构和SP3原子的存在，丰富了药物分子的空间构象，优化了其理化特性，产生了药物分子的空间异质性，从而改善药物分子的药效、药动学特征和靶点选择性。目前，含螺环结构的药物开发如火如荼。AbMole（奥默生物）是ChemBridge在中国的唯一官方指定合作伙伴。ChemBridge化合物库涵盖绝大部分螺环结构。使用ChemBridge化合物库进行含螺环化合物的高通量筛选，能让你在螺环结构的药物发现浪潮中乘风破浪。
参考文献
[1]Multicomponent Direct Assembly of N-Heterospirocycles Facilitated by Visible-Light-Driven Photocatalysis. J Org Chem. 2022 Oct 7;87(19):13204-13223.
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