În loc să examineze mii de compuși și să spere la un rezultat pozitiv, proiectarea rațională a medicamentelor începe cu cunoașterea țintei biologice. Dacă structura unei proteine ​​este cunoscută, chimiștii pot proiecta molecule care se potrivesc centrului său activ. Dacă ținta este o enzimă, aceștia pot proiecta inhibitori care îi blochează activitatea. Abordarea este numită rațională deoarece se bazează pe înțelegerea țintei, nu pe încercări și erori.

Procesul începe de obicei cu biologia structurală. Cristalografia cu raze X, criomicroscopia electronică sau rezonanța magnetică nucleară dezvăluie forma tridimensională a țintei. Instrumentele de calcul modelează apoi modul în care s-ar putea lega potențialele medicamente. Chimiștii sintetizează cei mai promițători candidați și îi testează. Rezultatele se regăsesc în model, iar ciclul se repetă. Designul rațional a produs medicamente pentru HIV, gripă și cancer, printre altele. Este mai rapid și mai eficient decât screening-ul aleatoriu, dar depinde de existența unei ținte bine caracterizate și a unor date structurale solide.

Etapele proiectării raționale a medicamentelor:

• Identificarea țintei.Găsirea unei proteine ​​sau a unei căi implicate în boală.
• Determinare structurală. Rezolvarea structurii tridimensionale a țintei.
• Modelare computațională. Prezicerea modului în care se vor lega moleculele.
• Sinteză și testare. Realizarea și testarea moleculelor candidate.
• Iterație. Rafinarea designului pe baza rezultatelor.

Designul rațional nu reușește întotdeauna. Unele ținte sunt prea flexibile sau prea similare cu alte proteine, ceea ce face dificilă proiectarea selectivă a medicamentelor.