Analogon (Chemie)

Analoga sind chemische Verbindungen, die entweder strukturelle oder funktionelle Ähnlichkeit besitzen.^[1][2][3] Demnach unterscheidet man strukturelle Analoga und funktionelle Analoga.

Strukturelle Analoga können aufgrund ihrer Strukturähnlichkeit oder ähnlicher Ladungsverteilung auch ähnliche biologische Wirkung hervorrufen,^[4] da sie von den gleichen Rezeptoren gebunden werden und somit ähnliche Stoffwechselreaktionen oder Signalkaskaden auslösen. Sie haben selten identische, meist ähnliche, oft aber auch völlig andere Eigenschaften als das Originalmolekül.^[4] Besonders in Bezug auf biologische Systeme lassen sich solche Eigenschaften nur am lebenden Objekt (in vivo) durch aufwendige wissenschaftliche Studien herausfinden. Häufig zeigen sich gravierende Nebenwirkungen auch erst nach längeren Zeiträumen bei Studien mit sehr vielen Studienteilnehmern.

Im Gegenüber zu den Analoga stehen die bioidentischen Substanzen, deren Moleküle identisch mit den natürlich vorkommenden sind. Auch diese werden heutzutage mit modernen chemischen Verfahren (teil-)synthetisch hergestellt. Dies macht für die Wirkung im Körper keinen Unterschied, da diese sich chemisch exakt so verhalten wie die im Körper produzierten Substanzen.

Beispiele

Oft sind Analoga Derivate einer biologisch wirksamen Grundsubstanz, wie etwa bei den synthetischen Steroiden, die sich alle vom Steran ableiten:

Derivat	Struktur	Name	Stoffgruppe
Estran		13β-Methylgonan	Estrogenähnlich wirkende Substanzen (vgl. Estrogene)
Androstan		10β,13β-Dimethylgonan	Androgenähnlich wirkende Substanzen (vgl. Androgene)
Pregnan		10β,13β-Dimethyl-17β-ethylgonan	Progesteronähnlich wirkende Substanzen = Progestin, Corticosteroidähnlich wirkende Substanzen (vgl. Corticosteroide)

Anwendung

Analoga spielen in der kombinatorischen Chemie zu pharmazeutischen Zwecken eine große Rolle, da natürliche Substanzen nicht patentierbar sind und nur chemisch „neu erfundene“ Substanzen in großem Umfang vermarktbar und für Großkonzerne von Interesse sind. Bei der Medikamentenentwicklung werden entweder eine große Zahl von strukturellen Analoga zu einer gegebenen Leitstruktur erstellt und in einer Studie der Zusammenhang zwischen Struktur und Aktivität getestet^[5] oder man durchsucht eine Datenbank nach strukturellen Analoga zur gegebenen Leitstruktur.^[6]

Beispiele

• GABA-Analoga: Gabapentin, Tiagabin und Vigabatrin
• Pyrophosphat-A.: Bisphosphonate

Siehe auch

• Mimetika

Einzelnachweise

1. Willett, Peter, Barnard, John M., Downs, Geoffry M.: Chemical Similarity Searching. In: Journal of Chemical Information and Computer Science. 38. Jahrgang, 1998, S. 983–996 (edu.tw [PDF]).
2. A. M. Johnson, G. M. Maggiora: Concepts and Applications of Molecular Similarity. John Willey & Sons, New York 1990, ISBN 0-471-62175-7.
3. N. Nikolova, J. Jaworska: Approaches to Measure Chemical Similarity – a Review. In: QSAR & Combinatorial Science. 22. Jahrgang, Nr. 9–10, 2003, S. 1006–1026, doi:10.1002/qsar.200330831.
4. Martin, Yvonne C., Kofron, James L. and Traphagen, Linda M.: Do Structurally Similar Molecules Have Similar Biological Activity? In: Journal of Medicinal Chemistry. 45(19). Jahrgang, 2002, S. 4350–4358, doi:10.1021/jm020155c.
5. Schnecke, Volker and Boström, Jonas: Computational chemistry-driven decision making in lead generation. In: Drug Discovery Today. 11(1–2). Jahrgang, 2006, S. 43–50, doi:10.1016/S1359-6446(05)03703-7.
6. Rester, Ulrich: From virtuality to reality – Virtual screening in lead discovery and lead optimization: A medicinal chemistry perspective. In: Current Opinion in Drug Discovery and Development. 11. Jahrgang, Nr. 4, 2008, S. 559–568, PMID 18600572.

Weblinks

• Analoga in der ChEMBL, DrugBank und Connectivity Map – ein Web-Service um strukturelle Analoga in der ChEMBL, DrugBank und Connectivity Map zu finden.