Dentro de los campos de la biología molecular y la farmacología , una molécula pequeña es un compuesto orgánico de bajo peso molecular (< 900 daltons [1] ) que puede regular un proceso biológico, con un tamaño del orden de 1 nm [ cita requerida ] . Muchos medicamentos son moléculas pequeñas. Las estructuras más grandes, como los ácidos nucleicos y las proteínas , y muchos polisacáridos no son moléculas pequeñas, aunque sus monómeros constituyentes (ribo- o desoxirribonucleótidos, aminoácidos, y monosacáridos, respectivamente) a menudo se consideran moléculas pequeñas. Las moléculas pequeñas se pueden utilizar como herramientas de investigación para investigar la función biológica , así como para liderar el desarrollo de nuevos agentes terapéuticos . Algunos pueden inhibir una función específica de una proteína o alterar las interacciones proteína-proteína . [2]
La farmacología generalmente restringe el término "molécula pequeña" a moléculas que se unen a macromoléculas biológicas específicas y actúan como un efector , alterando la actividad o función del objetivo. Las moléculas pequeñas pueden tener una variedad de funciones o aplicaciones biológicas, sirviendo como moléculas de señalización celular, fármacos en medicina , pesticidas en la agricultura y en muchas otras funciones. Estos compuestos pueden ser naturales (como los metabolitos secundarios ) o artificiales (como los medicamentos antivirales ); pueden tener un efecto beneficioso contra una enfermedad (como los medicamentos ) o pueden ser perjudiciales (como los teratógenos ).y carcinógenos ).
El límite superior de peso molecular para una molécula pequeña es de aproximadamente 900 daltons, lo que permite la posibilidad de difundirse rápidamente a través de las membranas celulares para que pueda alcanzar los sitios de acción intracelulares . [1] [3] Este límite de peso molecular también es una condición necesaria pero insuficiente para la biodisponibilidad oral , ya que permite el transporte transcelular a través de las células epiteliales intestinales . Además de la permeabilidad intestinal, la molécula también debe poseer una velocidad de disolución en agua razonablemente rápida y una solubilidad en agua adecuada y un metabolismo de primer paso de moderado a bajo .. Se ha recomendado un límite de peso molecular algo más bajo de 500 daltons (como parte de la " regla de los cinco ") para los candidatos a fármacos orales de molécula pequeña en base a la observación de que las tasas de deserción clínica se reducen significativamente si el peso molecular se mantiene por debajo de este límite. [4] [5]
La mayoría de los productos farmacéuticos son moléculas pequeñas, aunque algunos fármacos pueden ser proteínas (p. ej., insulina y otros productos médicos biológicos ). Con la excepción de los anticuerpos terapéuticos , muchas proteínas se degradan si se administran por vía oral y la mayoría de las veces no pueden atravesar las membranas celulares . Es más probable que las moléculas pequeñas se absorban, aunque algunas de ellas solo se absorben después de la administración oral si se administran como profármacos . Una ventaja que tienen los fármacos de molécula pequeña (SMD) sobre los biológicos de "molécula grande" es que muchas moléculas pequeñas se pueden tomar por vía oral, mientras que los biológicos generalmente requieren inyección u otra administración parenteral . [6]
Una variedad de organismos, incluidas bacterias, hongos y plantas, producen metabolitos secundarios de molécula pequeña, también conocidos como productos naturales , que desempeñan un papel en la señalización celular, la pigmentación y la defensa contra la depredación. Los metabolitos secundarios son una rica fuente de compuestos biológicamente activos y, por lo tanto, a menudo se utilizan como herramientas de investigación y pistas para el descubrimiento de fármacos. [7] Los ejemplos de metabolitos secundarios incluyen:
Las enzimas y los receptores a menudo son activados o inhibidos por proteínas endógenas , pero también pueden ser inhibidos por inhibidores o activadores de moléculas pequeñas endógenos o exógenos , que pueden unirse al sitio activo o al sitio alostérico .