원자 하나만 바꿔도 약효가 떨어질 수 있습니다. 이것이 바로 구조-활성 관계(SAR)의 핵심 원리입니다. SAR은 분자 구조가 생물학적 활성에 어떤 영향을 미치는지 연구하는 학문입니다. 의약화학자들은 SAR을 활용하여 구조 변형을 진행합니다. 특정 위치에 메틸기를 추가했을 때 효능이 증가한다면, 그 자리에 다른 작용기를 추가해 봅니다. 반대로 하이드록실기를 제거했을 때 독성이 감소한다면, 같은 효과를 내는 다른 변형을 찾아봅니다. 목표는 중요한 구조적 특징을 찾아내고 최적화하는 것입니다.

구조-활성 관계(SAR)는 실험을 통해 구축됩니다. 화학자들은 구조적으로 약간씩 변화시킨 일련의 관련 화합물을 합성하고 그 활성을 측정합니다. 데이터를 그래프로 그리거나 표로 정리하면 패턴이 나타납니다. 정량적 SAR(QSAR)은 분자 특성으로부터 활성을 예측하는 수학적 모델을 구축함으로써 SAR을 한 단계 더 발전시킵니다. 이러한 모델을 사용하면 화합물을 합성하기 전에 가상 라이브러리를 스크리닝할 수 있습니다. 하지만 SAR이 항상 간단한 것은 아닙니다. 효능을 향상시키는 변화가 용해도를 악화시킬 수도 있고, 독성을 줄이는 변형이 효능을 감소시킬 수도 있습니다. 화학자는 여러 가지 특성을 동시에 고려하여 균형을 맞춰야 합니다.

SAR이 밝혀낸 사실:

• 약리활성 부위.
• 효능 추세.
• 선택성.
• 대사 안정성.
• 독성.

SAR은 반복적인 과정입니다. 설계, 합성, 테스트의 각 단계는 다음 단계에 대한 정보를 제공합니다.