ビルディングブロック（化学）

ビルディングブロックは化学用語で、分子が反応性官能基を持つ仮想分子フラグメントまたは実際の化合物を表すために使用されます。^{[1]ビルディングブロックは、}ナノ粒子、^{[2] [3]} 金属有機構造体、^[4]有機分子構造、超分子複合体などの分子構造のボトムアップモジュールアセンブリに使用されます。^[5]ビルディングブロックを使用すると、最終的な化合物または（超）分子構造がどのようなものになるかを厳密に制御できます。^[6]

医薬化学において、この用語は、薬物または薬物候補を構築または合成できる想像上の仮想分子断片または化学試薬を定義します。 ^[7]

仮想ビルディングブロックは、創薬における医薬品設計や仮想スクリーニングに使用され、生物学的標的と相互作用する制御可能な分子形態を持ちたいという要望に応えています。^[8]この目的で特に興味深いのは、既知の生物学的に活性な化合物、特に既知の薬物、^[9]または天然物に共通するビルディングブロックです。^[10] 薬物由来の仮想ビルディングブロックを組み立てることによって分子構造を新たに設計するためのアルゴリズムがあります。^[11]

有機官能化分子（試薬）は、特にコンビナトリアルケミストリーによる新薬候補のモジュール合成で使用するために、または仮想スクリーニングや薬物設計のアイデアを実現するために慎重に選択され、ビルディングブロックとも呼ばれます。 ^{[12] [13]}モジュール式薬物または薬物候補アセンブリに実用的であるためには、ビルディングブロックは単官能化されているか、選択的に化学的にアドレス指定可能な官能基（例えば直交保護）を持っている必要があります。^[14]医薬化学のビルディングブロックコレクションに含める有機官能化分子に適用される選択基準は、通常、最終的な薬物候補の薬物のような特性を目的とした経験則に基づいています。 ^{[15] [16]薬物候補の分子フラグメントの生物学} 的等価体置換は、類似のビルディングブロックを使用して行うことができます。^[17]

ビルディングブロックアプローチによる医薬品発見は、医薬化学を支える化学産業の様相を変えた。^[18]メイブリッジ、^[19]ケムブリッジ、^[20]エナミン^[21]などの医薬品化学の主要化学品サプライヤーは、それに応じて事業を調整した。^[22] 1990 年代末までに、生物学的スクリーニング用の小分子化合物セット (ライブラリ) を迅速かつ確実に構築するために準備されたビルディングブロックコレクションの使用は、医薬品発見に携わる製薬産業の主要な戦略の 1 つになった。ビルディングブロックからの生物学的スクリーニング用の化合物のモジュール式の、通常は 1 ステップの合成は、ほとんどの場合、ターゲット化合物の多段階の、さらには収束的な合成よりも高速で信頼性が高いことが判明した。^[23]

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医薬化学におけるビルディングブロックコレクションの典型的な例は、フッ素含有ビルディングブロックのライブラリです。 [ ^{24] [25]}分子へのフッ素の導入は、その薬物動態および薬力学的特性に有益であることが示されており、したがって、薬物設計におけるフッ素置換ビルディングブロックは、薬物リー​​ドの発見の可能性を高めます。^[26]その他の例としては、天然および非天然アミノ酸ライブラリ、^[27]立体配座が制約された二官能化化合物のコレクション^[28]および多様性指向の ビルディングブロックコレクションなどがあります。^[29]