薬物設計における非共有硫黄相互作用の役割の調査

電子欠損二価硫黄原子には、酸素や窒素原子、場合によってはπ-系などを含む電子供与体との相互作用に利用できるC-SS結合の低地σ*軌道の結果、正の静電ポテンシャルの2つの領域があります。分子内相互作用は、この効果の最も一般的な症状であり、分子の立体構造の好みを調節する手段を提供します。十分に文書化された現象ですが、薬物設計の先験的なアプリケーションは比較的まばらであり、この相互作用はしばしば分子内の水素結合相互作用で等等であり、医療化学コミュニティによって過小評価されているようです。この観点では、硫黄σ*軌道相互作用の理論的根拠について説明し、薬物設計と有機合成の文脈におけるそれらの重要性を示しています。タンパク質の構造と機能における硫黄相互作用の役割について説明し、比較的まれですが、リガンドC-Sσ*軌道とタンパク質の間の分子間相互作用が示されています。

Electron deficient, bivalent sulfur atoms have two areas of positive electrostatic potential, a consequence of the low-lying σ* orbitals of the C-S bond that are available for interaction with electron donors including oxygen and nitrogen atoms and, possibly, π-systems. Intramolecular interactions are by far the most common manifestation of this effect, which offers a means of modulating the conformational preferences of a molecule. Although a well-documented phenomenon, a priori applications in drug design are relatively sparse and this interaction, which is often isosteric with an intramolecular hydrogen-bonding interaction, appears to be underappreciated by the medicinal chemistry community. In this Perspective, we discuss the theoretical basis for sulfur σ* orbital interactions and illustrate their importance in the context of drug design and organic synthesis. The role of sulfur interactions in protein structure and function is discussed and although relatively rare, intermolecular interactions between ligand C-S σ* orbitals and proteins are illustrated.