Варьирование заместителей

Набор заместителей, используемых в комбинаторном синтезе, определяется их доступностью и требованиям создаваемого молекулярного множества. Набор заместителей ограничивают такие требования как строение, размер, форма, липофильность, дипольный момент, электростатический заряд, наличие функциональных групп.

Дизайн библиотек для оптимизации лидера

При планировании комбинаторного синтеза для оптимизации строения известного лидера необходимо учитывать различные факторы, такие, как биологические и физические свойства соединения, связывающие взаимодействия с мишенью. Для примера, если связывающие взаимодействия с обычными лигандами известны, то эти сведения необходимо учитывать для определения размера, типа и относительного положения функциональных групп вводимых в синтез. Так, если мишень является цинк-содержащей протеазой, то библиотека должна содержать карбоксильные или тиольные группы. Кроме того, известно, что половина известных лекарственных средств содержат только 32 типа центроидов. При этом только относительно небольшие заместители представляют собой основное множество в боковых цепях известных лекарственных средств. Это дает возможность моделировать аналоги молекулы лекарственного средства и использовать компьютер для направленного дизайна библиотек. Применяются методы молекулярной механики и, в основном, полуэмпрические методы квантовой химии. Для описания молекул используются дескрипторы, характеризующие такие свойства молекулы как log P, молекулярный вес, число Н-доноров, число Н-ацепторов, число конформационно подвижных связей, ароматичность, степень разветвления связей и присутствие или отсутствие специфических функциональных групп

Определение активности Высокопроизводительный скрининг

Поскольку комбинаторный синтез позволяет получать большое число соединений за очень короткое время, то испытания биологической активности также должны вестись быстро и автоматически. Этот процесс носит название выскопроизводительного скрининга (ВПС) (high throughput screening). В традиционной методике соединения тестируются и анализируются на плате, содержащей 96 небольших ячеек с емкостью 0,1 мл. В ВПС появились платы с 1536 ячейками объемом 1-10 микролитров. Для идентификации активных соединений используются методы флуоресценции и хемолюминисценции. Дальнейшее уменьшение объема (менее 1 микролитра) создает проблемы при упаривании малых объемов. Однако ведутся работы в направлении испытаний в тонких пленках, которые можно анализировать с помощью капиллярного электрофореза. Кроме того, ведутся работы по созданию машин для ультрамалых объемов синтеза и анализа. На кремневой подложке размером 10 х 10 см можно будет создать 10⁵ отдельных ячеек объемом 10^-9 литра.

Скрининг на грануле

Иногда структуры удается тестировать прямо на твердой фазе. Такой скрининг на грануле предполагает взаимодействие с мишенями, которые мечены ферментами, флюоресцирующей меткой, радионуклидами или хромофорами. Положительная реакция регистрируется по флюоресценции или изменению окраски. Такой метод является очень быстрым и дает возможность анализировать 10⁸ гранул. Активные гранулы могут быть отсортированы микроманипуляцией с последующим установлением строения активного соединения. Однако, может наблюдаться так называемая фальшивая отрицательная активность из-за пространственных трудностей взаимодействия твердой фазы с мишенью. Поэтому все же надежнее удалять синтезированную молекулу с гранулы. Однако иногда бывает, что соединение становится нерастворимым в пробе и дает отрицательный результат, тогда как оно давало положительный эффект находясь на твердой фазе.