2024-
2025
Samenvatting Farmacologie
Pharmacology: drugs and their
targets
Universiteit Gent
2024-2025
,Inhoudsopgave Farmacologie
Voorwoord ................................................................................................................................................3
I. Inleiding .................................................................................................................................................4
A. Introductie tot enzymen, receptoren en effecten .................................................................................4
1. Communicatie tussen cellen ..........................................................................................................4
2. Binding en conformationele verandering bij ligand-target interacties ................................................5
B. Effecten van geneesmiddelen.............................................................................................................8
1. Receptoren ....................................................................................................................................8
2. Enzymen ........................................................................................................................................8
3. Toxiciteit.........................................................................................................................................8
4. Geneesmiddelen in combinatie .......................................................................................................9
5. Farmacokinetische processen ........................................................................................................9
C. Classificatie van geneesmiddelen .................................................................................................... 10
II: Membranen en structuuraspecifieke geneesmiddelen .......................................................................... 11
A. Thermodynamische activiteit ........................................................................................................... 11
B. Bactericide concentraties van organische moleculen........................................................................ 11
C. Anesthetica ..................................................................................................................................... 12
1. Voorbeelden en bespreking ........................................................................................................... 12
2. Werkingsmechanisme van gasvormige anesthetica ....................................................................... 13
III: Bindingen bij geneesmiddel-receptor complexen ................................................................................. 15
Bindingen bij geneesmiddel-receptor interacties .................................................................................. 16
A. Covalente binding ............................................................................................................................ 16
1. Aspecifieke covalente bindingen ................................................................................................... 17
2. Alkylerende agentia ...................................................................................................................... 17
3. Fosforylatie .................................................................................................................................. 20
4. Acylatie ........................................................................................................................................ 22
5. Michael additie ............................................................................................................................. 23
6. Disulfide adducten ....................................................................................................................... 24
7. Targeted Covalent Inhibitors (TCI).................................................................................................. 27
8. Geneesmiddel-target verblijftijd .................................................................................................... 28
B. Non-covalente bindingen ................................................................................................................. 29
1. Elektrostatische interacties .......................................................................................................... 29
2. Apolaire interacties....................................................................................................................... 32
C. Descriptors ..................................................................................................................................... 36
1. Hydrofobiciteit.............................................................................................................................. 36
2. Elektronische effecten en pKa ....................................................................................................... 37
1
, 3. Sterisch effect .............................................................................................................................. 37
4. Bioisosteren ................................................................................................................................. 38
IV: Stereochemische aspecten bij ligand-target interacties ....................................................................... 41
A. Optische isomeren en enantiomeren ................................................................................................ 41
1. Diastereomeren............................................................................................................................ 42
2. Asymmetrische atomen ................................................................................................................ 43
3. Directe effecten van stereochemie op farmacologische activiteit ................................................... 44
4. Prochiraliteit................................................................................................................................. 46
5. Indirecte invloeden van stereochemie op farmacologische activiteit .............................................. 47
6. Chirale shift .................................................................................................................................. 48
B. Geometrische isomeren ................................................................................................................... 48
1. Isomeren met C=C........................................................................................................................ 49
2. Geometrische isomeren met een dubbele binding naar een heteroatoom ....................................... 49
3. Atropisomeren/rotameren ............................................................................................................ 50
4. Geometrische isomerie in ringen ................................................................................................... 50
5. Conformationele isomerie ............................................................................................................ 50
6. Cyclische systemen ...................................................................................................................... 52
C. Resolutie ......................................................................................................................................... 53
V. Methoden om receptoren te bestuderen............................................................................................... 54
A. Indirecte methoden.......................................................................................................................... 54
1. Receptorbindingexperimenten ...................................................................................................... 54
B. Directe methoden ............................................................................................................................ 56
1. Purificatiemethoden ..................................................................................................................... 56
2. Affiniteitsmethoden ...................................................................................................................... 57
3. Activity-based protein profiling ...................................................................................................... 58
4. Enzymklassen .............................................................................................................................. 61
VI. Receptor modellen ............................................................................................................................. 65
A. Terminologie .................................................................................................................................... 65
B. Occupancy theorie .......................................................................................................................... 66
1. Wiskundige aspecten.................................................................................................................... 66
2. Agonisme ..................................................................................................................................... 67
3. Antagonisme ................................................................................................................................ 68
4. Receptoren en configuraties ......................................................................................................... 69
C. Charnière theorie............................................................................................................................. 71
D. Induced fit theorie van Koshland ...................................................................................................... 71
E. Spare receptor theorie...................................................................................................................... 71
2
, 1. Wiskundige aspecten.................................................................................................................... 72
2. Regulatie en gewenning ................................................................................................................ 73
VII. Receptoren en transmembranaire signalisatie .................................................................................... 74
A. Voorbeelden van receptoren ............................................................................................................ 74
1. Intracellulaire receptoren: oestrogeenreceptor en glucocorticoïdreceptor ..................................... 74
2. Eerste type: de nicotine receptor ................................................................................................... 75
3. Tweede type: de insulinereceptor .................................................................................................. 76
4. Derde type: de noradrenalinereceptor, een GPCR .......................................................................... 76
B. G-proteïne gekoppelde receptoren (GPCRs) ..................................................................................... 77
1. Structuur ...................................................................................................................................... 77
2. GPCR klassen ............................................................................................................................... 78
3. G-proteïne als regulator van effectorsystemen .............................................................................. 78
4. G-proteïne classificatie ................................................................................................................. 80
5. β-arrestine.................................................................................................................................... 81
C. Second messenger systemen .......................................................................................................... 81
1. cAMP ........................................................................................................................................... 81
2. cGMP systeem ............................................................................................................................. 83
3. Inositol systeem ........................................................................................................................... 85
4. Ca2+ als intracellulaire messenger ................................................................................................. 85
5. Biased agonism ............................................................................................................................ 86
6. Functionele GPCR assays ............................................................................................................. 87
VIII. QSAR................................................................................................................................................ 92
A. Hansch vergelijking .......................................................................................................................... 92
B. Topliss analyse ................................................................................................................................ 92
C. Craig plot ........................................................................................................................................ 93
Voorwoord
Deze samenvatting bevat alle informatie uit de lessen (notities) aangevuld met zaken uit het boek. Het vak
wordt gegeven door Prof. Van Calenbergh, deze samenvatting is van AJ 2024-25. Alle afbeeldingen zijn
afkomstig van de PowerPoints van de lessen. Belangrijk bij dit vak is dat je de onderliggende redeneringen
begrijpt en dat je inzicht hebt in het hele proces van binding tussen ligand en target met natuurlijk de
conformationele veranderingen als gevolg, dit wordt 36 (!) keer aangehaald in deze samenvatting. Er zijn veel
verwijzingen naar de verschillende hoofdstukken, de leerstof is een samenhangend geheel.
De meest interessante afbeelding uit deze samenvatting is te vinden op pagina 84 onderaan.
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2025
Samenvatting Farmacologie
Pharmacology: drugs and their
targets
Universiteit Gent
2024-2025
,Inhoudsopgave Farmacologie
Voorwoord ................................................................................................................................................3
I. Inleiding .................................................................................................................................................4
A. Introductie tot enzymen, receptoren en effecten .................................................................................4
1. Communicatie tussen cellen ..........................................................................................................4
2. Binding en conformationele verandering bij ligand-target interacties ................................................5
B. Effecten van geneesmiddelen.............................................................................................................8
1. Receptoren ....................................................................................................................................8
2. Enzymen ........................................................................................................................................8
3. Toxiciteit.........................................................................................................................................8
4. Geneesmiddelen in combinatie .......................................................................................................9
5. Farmacokinetische processen ........................................................................................................9
C. Classificatie van geneesmiddelen .................................................................................................... 10
II: Membranen en structuuraspecifieke geneesmiddelen .......................................................................... 11
A. Thermodynamische activiteit ........................................................................................................... 11
B. Bactericide concentraties van organische moleculen........................................................................ 11
C. Anesthetica ..................................................................................................................................... 12
1. Voorbeelden en bespreking ........................................................................................................... 12
2. Werkingsmechanisme van gasvormige anesthetica ....................................................................... 13
III: Bindingen bij geneesmiddel-receptor complexen ................................................................................. 15
Bindingen bij geneesmiddel-receptor interacties .................................................................................. 16
A. Covalente binding ............................................................................................................................ 16
1. Aspecifieke covalente bindingen ................................................................................................... 17
2. Alkylerende agentia ...................................................................................................................... 17
3. Fosforylatie .................................................................................................................................. 20
4. Acylatie ........................................................................................................................................ 22
5. Michael additie ............................................................................................................................. 23
6. Disulfide adducten ....................................................................................................................... 24
7. Targeted Covalent Inhibitors (TCI).................................................................................................. 27
8. Geneesmiddel-target verblijftijd .................................................................................................... 28
B. Non-covalente bindingen ................................................................................................................. 29
1. Elektrostatische interacties .......................................................................................................... 29
2. Apolaire interacties....................................................................................................................... 32
C. Descriptors ..................................................................................................................................... 36
1. Hydrofobiciteit.............................................................................................................................. 36
2. Elektronische effecten en pKa ....................................................................................................... 37
1
, 3. Sterisch effect .............................................................................................................................. 37
4. Bioisosteren ................................................................................................................................. 38
IV: Stereochemische aspecten bij ligand-target interacties ....................................................................... 41
A. Optische isomeren en enantiomeren ................................................................................................ 41
1. Diastereomeren............................................................................................................................ 42
2. Asymmetrische atomen ................................................................................................................ 43
3. Directe effecten van stereochemie op farmacologische activiteit ................................................... 44
4. Prochiraliteit................................................................................................................................. 46
5. Indirecte invloeden van stereochemie op farmacologische activiteit .............................................. 47
6. Chirale shift .................................................................................................................................. 48
B. Geometrische isomeren ................................................................................................................... 48
1. Isomeren met C=C........................................................................................................................ 49
2. Geometrische isomeren met een dubbele binding naar een heteroatoom ....................................... 49
3. Atropisomeren/rotameren ............................................................................................................ 50
4. Geometrische isomerie in ringen ................................................................................................... 50
5. Conformationele isomerie ............................................................................................................ 50
6. Cyclische systemen ...................................................................................................................... 52
C. Resolutie ......................................................................................................................................... 53
V. Methoden om receptoren te bestuderen............................................................................................... 54
A. Indirecte methoden.......................................................................................................................... 54
1. Receptorbindingexperimenten ...................................................................................................... 54
B. Directe methoden ............................................................................................................................ 56
1. Purificatiemethoden ..................................................................................................................... 56
2. Affiniteitsmethoden ...................................................................................................................... 57
3. Activity-based protein profiling ...................................................................................................... 58
4. Enzymklassen .............................................................................................................................. 61
VI. Receptor modellen ............................................................................................................................. 65
A. Terminologie .................................................................................................................................... 65
B. Occupancy theorie .......................................................................................................................... 66
1. Wiskundige aspecten.................................................................................................................... 66
2. Agonisme ..................................................................................................................................... 67
3. Antagonisme ................................................................................................................................ 68
4. Receptoren en configuraties ......................................................................................................... 69
C. Charnière theorie............................................................................................................................. 71
D. Induced fit theorie van Koshland ...................................................................................................... 71
E. Spare receptor theorie...................................................................................................................... 71
2
, 1. Wiskundige aspecten.................................................................................................................... 72
2. Regulatie en gewenning ................................................................................................................ 73
VII. Receptoren en transmembranaire signalisatie .................................................................................... 74
A. Voorbeelden van receptoren ............................................................................................................ 74
1. Intracellulaire receptoren: oestrogeenreceptor en glucocorticoïdreceptor ..................................... 74
2. Eerste type: de nicotine receptor ................................................................................................... 75
3. Tweede type: de insulinereceptor .................................................................................................. 76
4. Derde type: de noradrenalinereceptor, een GPCR .......................................................................... 76
B. G-proteïne gekoppelde receptoren (GPCRs) ..................................................................................... 77
1. Structuur ...................................................................................................................................... 77
2. GPCR klassen ............................................................................................................................... 78
3. G-proteïne als regulator van effectorsystemen .............................................................................. 78
4. G-proteïne classificatie ................................................................................................................. 80
5. β-arrestine.................................................................................................................................... 81
C. Second messenger systemen .......................................................................................................... 81
1. cAMP ........................................................................................................................................... 81
2. cGMP systeem ............................................................................................................................. 83
3. Inositol systeem ........................................................................................................................... 85
4. Ca2+ als intracellulaire messenger ................................................................................................. 85
5. Biased agonism ............................................................................................................................ 86
6. Functionele GPCR assays ............................................................................................................. 87
VIII. QSAR................................................................................................................................................ 92
A. Hansch vergelijking .......................................................................................................................... 92
B. Topliss analyse ................................................................................................................................ 92
C. Craig plot ........................................................................................................................................ 93
Voorwoord
Deze samenvatting bevat alle informatie uit de lessen (notities) aangevuld met zaken uit het boek. Het vak
wordt gegeven door Prof. Van Calenbergh, deze samenvatting is van AJ 2024-25. Alle afbeeldingen zijn
afkomstig van de PowerPoints van de lessen. Belangrijk bij dit vak is dat je de onderliggende redeneringen
begrijpt en dat je inzicht hebt in het hele proces van binding tussen ligand en target met natuurlijk de
conformationele veranderingen als gevolg, dit wordt 36 (!) keer aangehaald in deze samenvatting. Er zijn veel
verwijzingen naar de verschillende hoofdstukken, de leerstof is een samenhangend geheel.
De meest interessante afbeelding uit deze samenvatting is te vinden op pagina 84 onderaan.
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