天然药物化学与药物设计课件

天然药物化学与药物设计欢迎参加由中国科学院药物研究所提供的天然药物化学与药物设计课程本课程将在年春季学期开展，由资深的张教授授课2025这门课程将带领你探索传统天然药物与现代药物设计的完美结合，揭示大自然馈赠的无穷医药宝藏我们将深入研究天然化合物的结构特征、活性关系，以及如何利用这些知识指导新药开发过程通过理论学习与实践相结合，你将掌握天然药物领域的前沿知识和技能，为未来的医药研发事业奠定坚实基础课程概述天然药物化学基础概念探索天然产物的定义、分类及其在药物发现中的角色，建立对天然药物化学的基本认识天然产物结构与活性关系分析天然化合物分子结构与生物活性之间的关联，理解结构决定功能的核心原理药物分子设计方法学学习基于天然产物骨架的药物设计策略，掌握结构修饰与优化技术现代药物研发中的应用了解天然产物在当代药物研发管线中的应用案例，熟悉从发现到开发的全过程评估方式期末报告，实验，考试40%30%30%天然药物化学的历史发展1远古时期传统中药应用历史可追溯至年前，《神农本草经》记载了种药物50003652世纪初19年，德国药剂师成功从鸦片中分离出吗啡，开创了天然产物化学研究的新纪元1806F.W.Sertürner3世纪中期19年，成功合成乌洛托品，打破了有机化合物只能来源于生物体的观念1828Friedrich Wöhler4世纪末19年，合成阿司匹林，标志着基于天然产物开发半合成药物的重要进展1897Felix Hoffmann5现代成就年，中国科学家屠呦呦因发现青蒿素获得诺贝尔生理学或医学奖，彰显天然药物研究的重要价值2015天然药物的重要性40%全球药物占比天然药物在全球药物市场中占据显著份额，体现其持续重要性46%批准药物占比年间，近半数获批药物直接或间接源于天然产物1981-201912800+中药材品种中国拥有丰富的传统中药材资源，为新药开发提供宝贵资源库亿3250市场规模年中国中药材市场规模达亿元人民币，展现巨大发展潜力20233,250天然产物凭借其独特的化学结构多样性，持续为现代药物研发提供灵感源泉相比合成化合物库，天然产物库中的分子通常具有更复杂的三维结构和更丰富的立体化学特征，能够与生物靶点形成更特异的相互作用天然产物的来源植物来源微生物来源占天然药物的占天然药物的68%24%高等植物银杏、红豆杉、青蒿细菌青霉素、万古霉素••药用植物全球约有超过种放线菌链霉素、红霉素•28,000•中国药用植物资源约种抗生素是微生物来源的主要代表•11,500•动物与新兴来源海洋生物来源占天然药物的及其他占天然药物的1%7%动物蛇毒、蜂毒、麝香海绵蛇床子素、海鞘胺••真菌灵芝、冬虫夏草珊瑚二萜类化合物••藻类螺旋藻、褐藻世纪药物开发的新热点••21天然产物的结构多样性生物碱类含氮杂环化合物，呈碱性，生物活性强吗啡强效镇痛药•奎宁抗疟疾药物•麻黄碱支气管扩张剂•萜类由异戊二烯单元构成，结构复杂多样紫杉醇抗癌药物•青蒿素抗疟疾药物•薄荷醇局部镇痛剂•黄酮类具有骨架，抗氧化活性强C6-C3-C6芹菜素抗炎活性•槲皮素抗氧化剂•异黄酮植物雌激素•多糖与糖苷类复杂的糖类衍生物，活性多样人参皂苷免疫调节•洋地黄毒苷强心药•壳聚糖伤口愈合•天然产物分子特征传统医药体系中的天然产物中医药理论体系其他传统医药体系中医药以五味理论（酸、苦、甘、辛、咸）和四气学说（寒、印度阿育吠陀医学基于三体质学说（风、胆、痰），将药物分为热、温、凉）对药物进行分类每味药材被赋予特定的性味组多种类别，调节体内平衡希腊罗马医学遵循四体液学说，通-合，指导临床应用过药物调整血液、粘液、黄胆汁和黑胆汁的平衡如黄连性寒味苦，主清热燥湿；人参性温味甘，主大补元气现阿拉伯医学集大成者伊本西那在《医典》中系统整理了大量药·代研究发现，这些传统归类与药物的分子结构和生物活性有一定物知识，记载了众多天然药物及其作用机理，影响了欧洲医学发相关性展数百年随着现代药理学的发展，科学家们正通过实验方法验证这些传统理论的科学基础，寻找古老智慧与现代科学的契合点课程研究方法植物化学成分分析技术色谱分离、、•HPLC GCUPLC结构鉴定、、射线晶体学•NMR MSX光谱分析、、荧光光谱•UV IR分子对接与计算机辅助设计分子对接软件、•AutoDock GOLD分子动力学模拟、•GROMACS AMBER药效团模型构建、•Catalyst Phase活性筛选与作用机制研究体外酶抑制实验•细胞水平活性评价•基因表达谱分析•药代动力学评价方法血药浓度测定与分析•体内分布与代谢研究•模型构建•PK/PD课程实践与应用展望天然产物筛选实验学习从植物、微生物中分离有效成分的实验技能结构优化设计基于天然产物骨架进行结构修饰和优化活性评价及应用完成从发现到应用的全过程实践本课程将带领学生深入了解天然药物化学与药物设计的核心原理和前沿技术通过理论学习与实验实践相结合，培养学生发现、分析和优化天然产物的能力随着合成生物学、人工智能等新技术的发展，天然产物药物研发正迎来新的机遇课程结束后，学生将能够将所学知识应用于新药研发领域，为中国医药创新贡献力量。