SAR 해석의 기본 원리 | 마이메르시 MyMerci
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SAR 해석의 기본 원리

1. SAR 해석의 기본 원리 [의약화학]

(1) 필수구조와 관능기의 활성 기여

① 활성 필수구조와 보조기

활성 필수구조와 보조기를 나누는 것이 해석의 출발점으로, 필수구조는 최소 골격이라 바꾸면 활성이 급격히 감소하고 보조기는 치환해도 완만하게 변한다.

따라서 구조 변형은 필수구조를 보존하고 보조기를 바꾸는 방향으로 설계한다.

② 관능기별 활성 기여

관능기별 활성 기여(-OH, -NH2, -COOH, 할로겐) : -OH는 수소결합으로 친화도 증가·막투과 감소 · -NH2는 양이온화로 이온결합 증가 · -COOH는 결합력 증가·중추 이행 감소 · 할로겐은 친유성과 전자끌기 증가

③ 동족체 계열의 활성 변화

동족체 계열의 활성 변화(homologous series)는 메틸렌기를 늘릴수록 친유성이 증가해 활성이 오르다가 최적 길이를 넘기면 용해도 저하로 감소하는 곡선이다.

(2) 입체 요인과 결합부위 상보성

① 위치·기하·광학 이성질체와 활성

위치 이성질체는 치환기 자리만 달라도 결합 방향이 어긋나고, 기하 이성질체는 시스·트랜스 중 한쪽만 맞으며, 광학 이성질체와 활성은 표적이 카이랄해 한쪽 거울상체만 주로 활성을 낸다.

결합부위 상보성은 크기·모양·전하·소수성이 맞물릴 때 결합 자유에너지가 낮아진다는 개념이다.

② 강직화와 부분구조 변경

강직화에 의한 선택성 향상은 회전 결합을 고리로 묶어 활성 배좌를 고정하는 전략으로, 결합 시 잃는 엔트로피가 감소해 친화도는 증가하고 교차 결합은 감소한다.

부분구조 변경에 의한 부작용 저감은 독성 관여 부위만 바꾸어 약효는 유지하는 접근이다.

③ 구조 변형 전략 요약표

전략구조 조작활성·물성 방향
보조기 치환친유성기 도입투과 증가, 용해도 감소
강직화회전결합 고리화선택성·친화도 증가
부분구조 변경독성 부위만 교체부작용 감소, 약효 유지
동족체 연장메틸렌기 추가최적 길이 뒤 활성 감소

(3) 활성 절벽과 구조 경고

① 활성 절벽

활성 절벽(activity cliff)은 매우 비슷한 두 화합물의 활성이 수십 배 이상 벌어지는 현상으로, 결합에 결정적인 지점이라 최적화 표적이 되지만 회귀모형의 예측력은 떨어뜨린다.

② 구조 경고와 SPR

구조 경고(structural alert)와 독성 예측 : 반응성 대사체·유전독성 유발 부분구조 · 니트로방향족 · 방향족 아민 · 마이클 수용체형 이중결합

SAR과 SPR(구조-물성 상관)의 구분은 앞이 활성을, 뒤가 용해도·안정성 같은 물성을 다룬다는 점이다.

📌 실전 체크 포인트!

방향: 필수구조 변경은 활성을 급감시키고 보조기 치환은 활성을 완만히 바꾼다는 대비를 먼저 잡는다.

감별: -OH와 -COOH는 결합력을 올리지만 막투과는 낮추고, 할로겐은 친유성과 전자끌기를 함께 올린다.

암기 대구: 강직화는 배좌 고정으로 선택성 증가, 동족체 연장은 최적 길이 초과 시 활성 감소.

감별: SAR은 구조와 활성의 관계, SPR은 구조와 물성의 관계로 대상 자체가 다르다.

수치: 활성 절벽은 구조가 거의 같은 두 화합물의 역가가 수십 배 이상 차이 날 때를 가리킨다.

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