受体拮抗剂

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受体拮抗剂(receptor antagonist)是一种能与受体结合后,不或较少产生拟似递质的作用,且妨碍递质与受体结合的化学物质。[1][2]拮抗剂与目标受体有较强的亲和力,但却无法活化受体。尽管受体拮抗剂在没有受体激动剂的情况下没有活性,但是受体拮抗剂的结合会破坏受体与激动剂或反向活化剂之间的相互作用,并抑制其功能。

展示了激动剂与拮抗剂之间区别的图片
激动剂效能

拮抗剂通过在各种可能的位点与受体结合来产生作用。有些拮抗剂与受体激动剂针对结合位点结合,有些则与受体上的别构位点结合。拮抗剂还可能与通常不参与受体活性调节的结合位点相互作用。受体拮抗剂与受体的结合或是永久性,或是暂时性的,取决于形成的键的性质。

根据与受体结合的位置与性质的不同,拮抗剂分为竞争性与非竞争性、可逆性与不可逆性。

竞争性拮抗剂[编辑 | hide | 编辑源代码]

竞争性拮抗剂Competitive antagonists)在与内源性配体或激动剂相同的结合位点可逆地与受体结合,但不活化受体。竞争性拮抗剂与激动剂竞争受体上同一结合位点。而当与受体结合时,还会阻断激动剂与受体结合。在存在激动剂与竞争性拮抗剂的情况下,目标受体的活性程度是两者对活性结合位点的相对亲和力和各自浓度的函数。以浓度为自变量时,亲和力较高的药物会比亲和力较低的药物占据更多的受体。充分提高受体激动剂的浓度,就可以降低或消除竞争性拮抗剂阻断激动剂作用的能力。[3]因此,竞争性拮抗剂不会降低受体激动剂的最大响应(maximum response)强度,但会增加实现最大响应所需的激动剂剂量。[4]以阿片受体为目标的纳洛酮Naloxone)就是竞争性受体拮抗剂例子之一。纳洛酮对阿片受体的亲和力远高于阿片受体激动剂,因此在受体占有率上可与激动剂竞争,从而达到治疗效果。[5][6]


不可逆竞争性拮抗剂[编辑 | hide | 编辑源代码]

不可逆竞争性拮抗剂(Irreversible competitive antagonists)以受体活性位点为靶点,最初会与受体激动剂竞争结合到受体上,一旦与受体结合,不可逆竞争性拮抗剂就会永久性地使受体失活。[7]受体失活后就不会受到任何剂量的受体激动剂的影响,因此在机体合成新的受体之前,都会降低激动剂对受体组(receptor set)可能产生的最大影响。不可逆拮抗剂的作用时间取决于目标受体组的合成速度,合成速度因受体类型而异。因为它们能够降低激动剂的最大响应的强度,因此不可逆竞争性拮抗剂有时也被归类为非竞争性拮抗剂。[7]

蛇毒α-神经毒素(α-Neurotoxins)——存在于一些毒类的蛇族中,是不可逆竞争性拮抗剂的例子之一。蛇毒α-神经毒素能与神经肌肉突触中的乙酰胆碱受体(nAChRs)竞争性与不可逆地相结合。[8]不可逆竞争性拮抗剂也可用于医疗方面,例如纳洛肼(naloxonazine)(勿与纳洛酮naloxone混淆),纳洛肼通过共价键不可逆地与μ-阿片受体结合,使分子无法解除结合并永久阻断受体。

非竞争性拮抗剂[编辑 | hide | 编辑源代码]

非竞争性拮抗剂与受体在异构位点结合,或结合于与激动剂结合的活性位点所异的位点。因为受体拮抗剂不必与激动剂竞争结合,所以这种结合是非竞争性的。非竞争性拮抗剂通过诱导改变受体构型产生作用,改变受体构型会改变活性结合位点的形状,从而阻止激动剂的结合。无论激动剂剂量如何,都无法抵消非竞争性拮抗剂。因此,在拮抗剂与受体结合期间,受体激动剂可能产生的最大响应强度降低。非竞争性拮抗剂通常是可逆的,但也有不可逆的情况。

氯胺酮就是NMDA受体非竞争性拮抗剂的例子之一。[9]

部分激动剂[编辑 | hide | 编辑源代码]

部分激动剂Partial agonists)可能会在完全激动剂(full agonist)存在的情况下充当竞争性拮抗剂。与完全激动剂相比,部分激动剂对其靶向受体的效力较低,产生的作用较弱。由于完全激动剂必须与其竞争受体的占有率,导致部分部分激动剂占有部分受体,完全激动剂占有另部分受体,从而产生比单独作用的完全激动剂更弱的整体反应。当然,可以通过增加完全激动剂的剂量来克服部分激动剂的影响。

丁丙诺啡Buprenorphine)是μ-阿片受体的部分激动剂,常用于治疗较大剂量的阿片类物质成瘾。单独使用时,丁丙诺啡是μ-阿片受体的弱激动剂,亲和力高,药效低;但在其他阿片类药物存在的情况下,丁丙诺啡就具有拮抗作用。足够剂量的丁丙诺啡可以通过阻断可待因吗啡海洛因结合μ-阿片受体,减轻或抵消甚至大剂量可待因、吗啡或海洛因的额外效用。服用丁丙诺啡的患者很难获得阿片类药物所带来的镇痛效果,而是需要亲和力更强的药物(如芬太尼或其类似物)来取代丁丙诺啡与μ-阿片受体结合。

可逆性[编辑 | hide | 编辑源代码]

受体拮抗剂分为可逆和不可逆两种,取决于与目标受体结合的性质和结合时间。可逆性拮抗剂与大多数激动剂一样,易与受体结合,并随着时间的推移而解除结合。但不可逆拮抗剂与目标受体形成稳定而永久且无法解除的结合。受体与拮抗剂配合物的结合倾向常用解离常数(dissociation constant)描述。不可逆拮抗剂由于亲和力极高,其解离常数为0(或几乎为0)。可逆拮抗剂与受体的结合力较弱,因此亲和力较低,解离率较高。


参考文献[编辑 | hide | 编辑源代码]

  1. Stephenson, R. P. (February 1997). "A MODIFICATION OF RECEPTOR THEORY". British Journal of Pharmacology. 120 (Suppl 1): 106–120. doi:10.1111/j.1476-5381.1997.tb06784.x. ISSN 0007-1188.
  2. Drug–Receptor Interactions - Clinical Pharmacology
  3. Swinney, D. C. (September 2004). "Biochemical mechanisms of drug action: what does it take for success?". Nature Reviews Drug Discovery. 3 (9): 801–808. doi:10.1038/nrd1500. ISSN 1474-1784.
  4. Dose response curves in the presence of antagonists | http://www.curvefit.com/schild.htm
  5. Naloxone Hydrochloride - The American Society of Health-System Pharmacists | http://www.drugs.com/monograph/naloxone-hydrochloride.html
  6. Sirohi, S., Dighe, S. V., Madia, P. A., Yoburn, B. C. (August 2009). "The relative potency of inverse opioid agonists and a neutral opioid antagonist in precipitated withdrawal and antagonism of analgesia and toxicity". The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 330 (2): 513–519. doi:10.1124/jpet.109.152678. ISSN 1521-0103.
  7. 7.0 7.1 http://www.merckvetmanual.com/mvm/pharmacology/pharmacology_introduction/drug_action_and_pharmacodynamics.html#v3329185
  8. Young, H. S., Herbette, L. G., Skita, V. (August 2003). "α-Bungarotoxin Binding to Acetylcholine Receptor Membranes Studied by Low Angle X-Ray Diffraction". Biophysical Journal. 85 (2): 943–953. ISSN 0006-3495.
  9. Kohrs, R., Durieux, M. E. (November 1998). "Ketamine: Teaching an Old Drug New Tricks". Anesthesia & Analgesia. 87 (5): 1186–1193. doi:10.1213/00000539-199811000-00039. ISSN 0003-2999.
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