Schimbați un atom și medicamentul s-ar putea să nu mai funcționeze. Aceasta este lecția relațiilor structură-activitate, studiul modului în care structura unei molecule îi afectează activitatea biologică. Chimiștii medicinali folosesc SAR pentru a-și ghida modificările. Dacă adăugarea unei grupări metil într-o anumită poziție crește potența, încearcă să adauge alte grupări acolo. Dacă eliminarea unei grupări hidroxil reduce toxicitatea, caută alte modificări care au același efect. Scopul este de a găsi caracteristicile structurale care contează și de a le optimiza.

SAR se construiește din testare. Chimiștii sintetizează o serie de compuși înrudiți, fiecare cu o mică modificare structurală, și le măsoară activitatea. Datele sunt reprezentate grafic sau tabelate, iar modelele apar. SAR cantitativ, sau QSAR, merge mai departe prin construirea de modele matematice care prezic activitatea din proprietățile moleculare. Aceste modele pot examina biblioteci virtuale înainte de a fi produs orice compus. SAR nu este întotdeauna simplu. O modificare care îmbunătățește potența poate înrăutăți solubilitatea, sau o modificare care reduce toxicitatea poate reduce, de asemenea, eficacitatea. Chimistul echilibrează mai multe proprietăți simultan.

Ce dezvăluie SAR:

• Farmacofor. Caracteristicile structurale necesare pentru activitate.
• Tendințe în ceea ce privește potența. Cum afectează schimbările doza necesară pentru efect.
• Selectivitate. Cum afectează modificările legarea la țintele corelate.
• Stabilitate metabolică. Cum afectează schimbările descompunerea de către organism.
• Toxicitate. Cum afectează schimbările siguranța.

SAR este iterativ. Fiecare rundă de proiectare, sinteză și testare o influențează pe următoarea.