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“手性屬性”與手性藥物
文章編號：1005－6629(2008)03－0039－03中圖分類號：G621.14+2 文獻標識碼：E
同分異構現象普遍存在于有機化合物中，其中立體異構是同分異構的重要類型之一。立體異構是指化合物分子式相同，各原子或基團在空間相互連接的次序、連接 方式相同，但在空間的排列方式卻不同，旋光異構就是立體異構的一種。產生旋光異構的一對分子，其分子組成相同，一般理、化性質相同，但光學性質卻不同。具 體體現在這一對分子均能使偏振光振動平面發生旋轉，而且旋轉角度也相同，但旋轉方向不同。其中能使偏振光振動平面按順時針方向旋轉的旋光性物質稱為右旋 體；能使偏振光振動平面按逆時針方向旋轉的旋光性物質稱為左旋體。這一對物質在空間的關系與人的左右手相似，類似實物與鏡像的關系，具有這種對映關系的物 質互稱為對映異構體簡稱對映體。有趣的是存在于自然界的生物體，往往是以單一的對映體存在，如組成天然蛋白質的氨基酸大多數是L-α-氨基酸，僅在一些抗 生素及個別植物的生物堿中發現含有D-α-氨基酸[1]， 而組成多糖和核酸的則是D-單糖。雖然其中的機理、起源以及過程尚不清楚，但使得作為生命活動的重要基礎物質生物大分子（如：蛋白質、氨基酸、核酸多糖及 受體等）具有不對稱的性質，也使得酶只催化特定手性底物的反應，受體僅與特定手性小分子化合物結合等現象普遍存在，這種關系可形象地用手和手套的關系來說 明左手能夠套入左手手套中，而左手與右手手套是互相不匹配的，因而生命活動中存在手性識別與手性匹配的問題。
1 手性與手性分子
“手性”(chirality)一詞源于希臘詞“手”（chiral）,指左手與右手的差異特征。手性及手性物質只有兩類：左手性和右手性。左手用learus或者L表示，右手用dexter或者D表示。
手性，是用來表達化合物分子由于原子的三維空間排列引起的結構不對稱性的一種屬語。人的手是不對稱的，左、右手之間不能相互疊合，彼此間存在有實物與鏡 像的關系，在化學界把這種分子和它的鏡像不能重合的特性稱為手性。具有手性的分子稱為手性分子。手性這一屬語能形象地表達自然界中化合物分子間的對映關 系。
1．1 自然界生命體中的物質分子存在手性
自然界存在的氨基酸有幾百種，但生物體內由蛋白質水解得到的氨基酸只有21 種。氨基酸作為生命活動的基本結構單元，也有嚴格的手性之分。除了甘氨酸外，其余的二十種氨基酸均有手性，因此說生命中最基本的物質也有左右之分。從目前 的研究發現，除少數幾種動物或昆蟲的特定器官內含有少量的右旋氨基酸外，幾乎所有的生物體都是由左旋氨基酸組成的。糖類化合物廣泛存在于自然界，它是人及 一切生物體維持生命活動所需要能量的主要來源，而D-葡萄糖是組成多糖及核酸的基礎物質，因此說自然界的生命體中的物質分子具有手性。
1．2 生物體內的手性識別
“手性”是生物系統的基本特征。很多內源性大分子物質如酶、受體、血漿蛋白、多糖和離子通道等都具有手性特征，這些生物大分子是由L-氨基酸和D-糖類 構成的。藥物與這些生物大分子都是以三維立體形式相互結合并發生作用的。因此，當立體構型不同的兩個對映體進人體內就會產生立體選擇性差異， 這就是手性識別。由于手性識別導致藥物對映體具有不同的藥效作用和藥物動力學。一般認為，具有手性特征的藥物它的兩個對映體在體內以不同的途徑被吸收、活 化或降解，所以在體內的藥理活性、代謝過程及毒性存在顯著的差異。也就是說當一個有手性的化合物進入生命體時，它的兩個對映異構體通常會表現出不同的生物 活性。這是由于這些藥物與體內的生物大分子之間存在著嚴格的手性匹配。如果服用含有右旋分子的藥物（即外消旋體），這些藥物分子與體內生物大分子就不會發 生手性匹配，在體內就會成為負擔，甚至造成對生命體的損害。發生在上個世紀60年代震驚國際醫藥界的悲慘事件，就是使用鎮靜藥肽胺哌啶酮 （thalidomide又稱反應停）用于妊娠的婦女早期的惡心嘔吐，后來發現曾有服用該藥的婦女產下四肢呈海豚狀的畸形兒[2]。隨后研究表明，肽胺哌 啶酮的兩個對映體中只有R-對映體具有鎮靜作用，而S-對映體則有強烈的致畸作用。
1.3 手性對藥物的重要性
由于人體內存在著嚴格的手性識別與手性匹配，因此人體對藥物有嚴格的選擇。過去銷售的手性藥物，多數是外消旋體。而一對對映體之間的藥理活性往往是不同 的，有的藥理作用甚至相反。即使藥理作用相似的對映體，對消旋體的個體差異也是普遍存在的。因此手性對藥物的開發、研究、生產及臨床都有不可忽視的作用。
1．4 手性分子及其識別標志
同分異構現象普遍存在于有機化合物中，其中立體異構是同分異構的重要類型之一。立體異構是指化合物分子式相同，各原子或基團在空間相互連接的次序、連接 方式相同，但在空間的排列方式卻不同，旋光異構就是立體異構的一種。產生旋光異構的一對分子，其分子組成相同，一般理、化性質相同，但光學性質卻不同。具 體體現在這一對分子均能使偏振光振動平面發生旋轉，而且旋轉角度也相同，但旋轉方向不同。其中能使偏振光振動平面按順時針方向旋轉的旋光性物質稱為右旋 體；能使偏振光振動平面按逆時針方向旋轉的旋光性物質稱為左旋體。這一對物質在空間的關系與人的左右手相似，類似實物與鏡像的關系，具有這種對映關系的物 質互稱為對映異構體簡稱對映體。有趣的是存在于自然界的生物體，往往是以單一的對映體存在，如組成天然蛋白質的氨基酸大多數是L-α-氨基酸，僅在一些抗 生素及個別植物的生物堿中發現含有D-α-氨基酸[1]， 而組成多糖和核酸的則是D-單糖。雖然其中的機理、起源以及過程尚不清楚，但使得作為生命活動的重要基礎物質生物大分子（如：蛋白質、氨基酸、核酸多糖及 受體等）具有不對稱的性質，也使得酶只催化特定手性底物的反應，受體僅與特定手性小分子化合物結合等現象普遍存在，這種關系可形象地用手和手套的關系來說 明左手能夠套入左手手套中，而左手與右手手套是互相不匹配的，因而生命活動中存在手性識別與手性匹配的問題。
1 手性與手性分子
“手性”(chirality)一詞源于希臘詞“手”（chiral）,指左手與右手的差異特征。手性及手性物質只有兩類：左手性和右手性。左手用learus或者L表示，右手用dexter或者D表示。
手性，是用來表達化合物分子由于原子的三維空間排列引起的結構不對稱性的一種屬語。人的手是不對稱的，左、右手之間不能相互疊合，彼此間存在有實物與鏡 像的關系，在化學界把這種分子和它的鏡像不能重合的特性稱為手性。具有手性的分子稱為手性分子。手性這一屬語能形象地表達自然界中化合物分子間的對映關 系。
1．1 自然界生命體中的物質分子存在手性
自然界存在的氨基酸有幾百種，但生物體內由蛋白質水解得到的氨基酸只有21 種。氨基酸作為生命活動的基本結構單元，也有嚴格的手性之分。除了甘氨酸外，其余的二十種氨基酸均有手性，因此說生命中最基本的物質也有左右之分。從目前 的研究發現，除少數幾種動物或昆蟲的特定器官內含有少量的右旋氨基酸外，幾乎所有的生物體都是由左旋氨基酸組成的。糖類化合物廣泛存在于自然界，它是人及 一切生物體維持生命活動所需要能量的主要來源，而D-葡萄糖是組成多糖及核酸的基礎物質，因此說自然界的生命體中的物質分子具有手性。
1．2 生物體內的手性識別
“手性”是生物系統的基本特征。很多內源性大分子物質如酶、受體、血漿蛋白、多糖和離子通道等都具有手性特征，這些生物大分子是由L-氨基酸和D-糖類 構成的。藥物與這些生物大分子都是以三維立體形式相互結合并發生作用的。因此，當立體構型不同的兩個對映體進人體內就會產生立體選擇性差異， 這就是手性識別。由于手性識別導致藥物對映體具有不同的藥效作用和藥物動力學。一般認為，具有手性特征的藥物它的兩個對映體在體內以不同的途徑被吸收、活 化或降解，所以在體內的藥理活性、代謝過程及毒性存在顯著的差異。也就是說當一個有手性的化合物進入生命體時，它的兩個對映異構體通常會表現出不同的生物 活性。這是由于這些藥物與體內的生物大分子之間存在著嚴格的手性匹配。如果服用含有右旋分子的藥物（即外消旋體），這些藥物分子與體內生物大分子就不會發 生手性匹配，在體內就會成為負擔，甚至造成對生命體的損害。發生在上個世紀60年代震驚國際醫藥界的悲慘事件，就是使用鎮靜藥肽胺哌啶酮 （thalidomide又稱反應停）用于妊娠的婦女早期的惡心嘔吐，后來發現曾有服用該藥的婦女產下四肢呈海豚狀的畸形兒[2]。隨后研究表明，肽胺哌 啶酮的兩個對映體中只有R-對映體具有鎮靜作用，而S-對映體則有強烈的致畸作用。
1.3 手性對藥物的重要性
由于人體內存在著嚴格的手性識別與手性匹配，因此人體對藥物有嚴格的選擇。過去銷售的手性藥物，多數是外消旋體。而一對對映體之間的藥理活性往往是不同 的，有的藥理作用甚至相反。即使藥理作用相似的對映體，對消旋體的個體差異也是普遍存在的。因此手性對藥物的開發、研究、生產及臨床都有不可忽視的作用。
1．4 手性分子及其識別標志