药物发现过程中的组合化学（二）：从多肽到小分子合成
子炎译
早期研究组合化学的研究者很快就发现只有开发出有效的化合物库筛选方法，药物发现界才能受益于组合化学的全部潜能。年，在同一期《自然》杂志上，由Houghten和Lam领导的小组描述了两种不同的策略，它们将构成未来化合物库筛选方法的基础。
Houghten阐述的第一种策略，是一种迭代反褶积算法，可以确定一个包含万六肽的大型化合物库中的活性成分。在第一轮筛选中，库被分为个池，每个池中的化合物在前两个位置有独特的残基组合，但在包含其余四个位置所有可能的变化。在确定了位置1和位置2的最有效残基后，制备第二组化合物库，这个化合物中的化合物的这两个残基是固定的，位置3保持不变，而位置4到6是则是变化的。由此，该活性库确定了位置3的最佳残基。重复该过程，直到确认每个位置的首选残基。
Houghten在一个称为位点扫描的工艺中进一步发展了这一方法，在这个工艺中，首先准备了6个六肽库，每个库由18种混合物组成，每个混合物中存在其中一个位置被一种天然氨基酸中所定义。因此，通过筛选各个库，可以确定每个位置的最佳单体。在接下来的几年中，这种技术的几种替代方法被报道出来：例如，Smith的索引库和Deprez的正交组合库。这些方法都依赖于以几种不同的组合方式合成库的子集，活性子集拥有一个共同的化合物。这些方法都利用了从固相载体释放到溶液中的混合物。尽管这样获得的溶液实际上适用于所有现有的测定系统，但由于活性平均或混合物中激动剂和拮抗剂分子的组合，总是有可能错过最佳化合物。多位作者考虑了合并和去卷积策略的统计意义，并进行了实验检验。
Lam小组报道的第二个关键策略，利用了混分过程：最终混合物中的每个珠子都带有单一产物，因为在每个合成步骤中珠子都只暴露于单一的多样性试剂中。因此，不是将产物从珠子上剪切下来，而是通过将珠子暴露于用报告分子（例如，碱性磷酸酶或荧光素）系统共价标记的受体分子溶液中来筛选含有数百万个五肽的化合物库。带有对受体有强结合力的产物的珠子被染色，可以目视鉴定，除去，洗涤除去受体，并进行微测序以确定目标肽的结构。
随后，通过引入编码库的概念，这种一珠一肽法变得更加强大，并超出了肽化学领域。此处的关键思想是，在每一步合成中，将“可读”化学组分引入珠子，于是这种编码或标签可以标记在每个合成步骤中使用的多样化试剂。当然，编码系统的关键特性是，与标签分子编码的产物相比，可以更轻松地识别标签分子。例如，由于单个珠子上只存在少量材料，因此Brenner和Lerner使用寡核苷酸序列来编码肽库。通过聚合酶链反应（PCR）扩增标签，使序列可读，这可以反过来与多肽产物的结构相关联。
到目前为止，讨论的重点还只是与肽化学有关的内容，其中的许多问题可能只是被许多药物化学家视为学术上探索。然而，在年，埃尔曼（Ellman）证明了1,4-苯并二氮杂化合物库的多步固相合成，从而突显了这种方法不必局限于寡聚体的事实。随后，使用Geysen的多针法，合成含有种苯二氮卓类化合物的库。这些文献确认了固相化学及其相关技术可以转移到小分子药物化学领域，激发对于该领域的兴趣快速增长。这种Diversomer方法与简单的自动化方法一起被用于乙内酰脲和苯并二氮杂阵列的平行合成，这一创新来自工业界而不是学术实验室，这可能已向许多工业化学家发出信号，组合化学工具具有真正的适用性。
现在已经建立了两种基本哲学（混分法和并行合成），并且每种哲学都继续独立发展。在编码混分珠子库的技术方面取得了进一步的创新。在年，Ohlmeyer等人引入的一种二进制编码系统，在添加被编码的氨基酸之前，将化学惰性的卤代芳香族标签与增长肽链上的自由氨基结合。在对与珠子结合的肽筛选之后，通过对活性珠子上的标签进行光解切割，可以通过电子捕获气相色谱法识别，以进行快速结构分配。随后引入的替代编码策略包括使用仲胺标签、质谱可读取的质量和同位素标签以及无标签系统。在无标签系统中，化合物库中被设计成每种组分均具有独特的分子量，因此可以直接通过质谱鉴定。
年，霍顿斯（Houghtens）的茶包创意被发展成为一种更稳健的可以自动化过程。Nicolaou报道多孔微反应器的使用，该反应器不仅包含合成树脂，还包含一个小的SMART（单个或多个可寻址射频标签）半导体单元。因为每个微反应器的合成历史都可以记录在芯片上，所以可以将它们合并在一起进行共同反应，然后通过电子扫描进行后续步骤。因此，混分合成的效率与合成有用量（约10至20mg）的单个化合物的能力结合在一起。