Изменение всего одного атома может привести к тому, что лекарство перестанет действовать. Таков урок изучения взаимосвязи структуры и активности (SAR), исследования того, как структура молекулы влияет на ее биологическую активность. Химики-фармакологи используют SAR для управления своими модификациями. Если добавление метильной группы в определенное положение повышает эффективность, они пытаются добавить туда и другие группы. Если удаление гидроксильной группы снижает токсичность, они ищут другие изменения, которые оказывают тот же эффект. Цель состоит в том, чтобы найти структурные особенности, которые имеют значение, и оптимизировать их.

Анализ зависимости структуры от активности (SAR) основан на тестировании. Химики синтезируют ряд родственных соединений, каждое с небольшим структурным изменением, и измеряют их активность. Полученные данные отображаются в виде графиков или таблиц, и выявляются закономерности. Количественный анализ зависимости структуры от активности (QSAR) идет дальше, создавая математические модели, которые предсказывают активность на основе молекулярных свойств. Эти модели могут проводить скрининг виртуальных библиотек до создания какого-либо соединения. Анализ зависимости структуры от активности не всегда прост. Изменение, улучшающее эффективность, может ухудшить растворимость, или модификация, снижающая токсичность, может также снизить эффективность. Химик одновременно учитывает множество свойств.

Что раскрывает SAR:

• Фармакофор. Структурные особенности, необходимые для активности.
• Тенденции в отношении эффективности. Как изменения влияют на дозу, необходимую для достижения эффекта.
• Селективность. Как изменения влияют на связывание с родственными целевыми объектами.
• Метаболическая стабильность. Как изменения влияют на расщепление в организме.
• Токсичность. Как изменения влияют на безопасность.

SAR — это итеративный процесс. Каждый этап проектирования, синтеза и тестирования влияет на следующий.