Was ist der Unterschied zwischen Isosteren und Bioisosteren

Der Schlüsselunterschied zwischen Isosteren und Bioisosteren ist, dass Isoster.

Isostere und Bioisostere sind zwei verwandte Konzepte. Isostere können als alle Moleküle oder Ionen mit der gleichen Anzahl von Valenzelektronen und chemischen oder physikalischen Ähnlichkeiten beschrieben werden. Bioisostere sind chemische Substituenten oder Gruppen mit ähnlichen physikalischen oder chemischen Eigenschaften, die weitgehend ähnliche Eigenschaften wie eine andere chemische Verbindung produzieren. Diese beiden Begriffe werden hauptsächlich im Kontext von Bioaktivität und Arzneimittelentwicklung verwendet.

INHALT

1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was sind Isostere?
3. Was sind Bioisostere
4. Isostere gegen Bioisostere in tabellarischer Form
5. Zusammenfassung - Isostere gegen Bioisostere

Was sind Iostern??

Der Begriff Isostere bezieht sich auf chemische Arten mit einer ähnlichen Größe, der gleichen Anzahl von Atomen und der gleichen Anzahl von Valenzelektronen. Die chemischen Spezies, die wir in diesem Zusammenhang betrachten, sind Moleküle oder Ionen. Zum Beispiel sind Benzol und Thiophen isosterische Moleküle. Im Allgemeinen haben isosterische Moleküle aufgrund ihrer identischen Elektronenanordnung die gleiche Form. Oft haben diese chemischen Arten auch ähnliche elektronische Eigenschaften.

Abbildung 01: Silafluofen ist ein Iostere von Pyrethroid -Insektiziden

Was sind Bioisostere?

Bioisostere sind chemische Substituenten oder Gruppen mit ähnlichen physikalischen oder chemischen Eigenschaften, die weitgehend ähnliche Eigenschaften wie eine andere chemische Verbindung produzieren. Diese Verbindungen sind wichtig für die medizinische Chemie und das Arzneimitteldesign. Im Prozess des Arzneimitteldesigns wird der Austausch eines Bioisostere gegen eine andere durchgeführt, um die gewünschten biologischen oder physikalischen Eigenschaften einer Verbindung so zu verbessern, dass keine signifikanten Änderungen an der chemischen Struktur vorgenommen werden.

Bioisostere werden hauptsächlich zur Verringerung der Toxizität, zur Veränderung der Bioverfügbarkeit oder zur Modifizierung der Aktivität der Bleiverbindung verwendet. Es kann auch den Stoffwechsel von Blei verändern. Bei der Betrachtung des klassischen Bioisosterismus wurde dieses Konzept ursprünglich von James Moir formuliert und später von Irving Langmuir verfeinert. Dies war eine Reaktion auf die Beobachtung, dass verschiedene Atome mit derselben Valenzelektronenstruktur die gleichen biologischen Eigenschaften aufweisen.

Abbildung 02: Einige häufige klassische Bioisostere

Zum Beispiel kann das Ersetzen eines Wasserstoffatoms durch ein Fluoratom an der Stelle der metabolischen Oxidation in einem Arzneimittelkandidaten verhindern, dass diese Art des Stoffwechsels auftritt. Die Größe des Fluoratoms ähnelt der Größe des Wasserstoffatoms. Daher ist die Gesamttopologie des Moleküls nicht wesentlich betroffen. Dies lässt die gewünschte biologische Aktivität nicht betroffen.

Was ist der Unterschied zwischen Isosteren und Bioisosteren?

Isostere und Bioisostere sind verwandte Verbindungen. Der Hauptunterschied zwischen Isosteren und Bioisosteren besteht darin, dass Iostere Moleküle oder Ionen mit ähnlichen Formen und elektronischen Eigenschaften sind, während Bioisostere biologisch aktive Verbindungen sind, die aus einem Isostere bestehen, sind. Einige Beispiele von Isosteren sind SH, NH2 und CH3, während aromatische Ringe, Aminopyrin, Östradiol, Dienestrol usw. sind Beispiele für Bioisostere.

Die folgende Tabelle fasst den Unterschied zwischen Isosteren und Bioisosteren zusammen.

Zusammenfassung -Isostere gegen Bioisostere

Der Begriff Isostere bezieht sich auf chemische Arten mit einer ähnlichen Größe, der gleichen Anzahl von Atomen und der gleichen Anzahl von Valenzelektronen. Bioisostere sind chemische Substituenten oder Gruppen mit ähnlichen physikalischen oder chemischen Eigenschaften, die weitgehend ähnliche Eigenschaften wie eine andere chemische Verbindung produzieren. Der Hauptunterschied zwischen Isosteren und Bioisosteren besteht darin, dass Iostere Moleküle oder Ionen mit ähnlichen Formen und elektronischen Eigenschaften sind, während Bioisostere biologisch aktive Verbindungen sind, die aus einem Isostere bestehen, sind. Insgesamt werden diese beiden Begriffe hauptsächlich im Kontext von Bioaktivität und Arzneimittelentwicklung verwendet.

Referenz:

1. „Bioisostere.” Ein Überblick | Sciencedirect -Themen.
2. „Isostere.”Wikipedia. Wikipedia Foundation.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. "Silafluofen" von Ed (Edgar181) - eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "Classical Bioisosteres 2" von Iandoxsee - eigene Arbeit (CC BY -SA 4.0) über Commons Wikimedia