生命科学

此处所讲的生命科学知识，绝大多数都是在初中或高中教材上涉及的知识，很容易理解。

绪论

在生物学，我们将会从下面两个大方面了解一些最基础的生物学知识

生物大分子的结构与功能
核酸、蛋白质、多糖和脂质等是体内重要的生物大分子，了解这些分子的结构
和功能能够帮助我们理解药物是如何与人体发生相互作用的，特别是对于精神药物这种效应明显的药物，理解其作用机制显得尤为重要
物质代谢及其调节
正常的物质代谢是正常生命过程的必要条件。目前对生物体内的主要物质代谢途径已基本清楚。想要了解精神药物在体内的吸收，分布和代谢，更加合理的运用药物，就需要掌握此部分的知识
药物的起效机理

生物大分子的结构与功能

简单来说，生物大分子是生命活动的分子基础，类似于公司（人体）职员（细胞）所使用的各种工具，接下来我们会认识一些重要的生物大分子，例如蛋白质核酸与糖

蛋白质

蛋白质，是指多个氨基酸相互连接形成的由一定空间结构的生物大分子，氨基酸即带有氨基的羧酸，通常构成人体蛋白的氨基酸为L-α- 氨基酸由于组成蛋白质的大多数氨基酸具有酸性或碱性，于是蛋白质本身在一定的酸碱度条件下也会带上电荷，当环境的酸碱度使得蛋白质不带电了，这个酸碱度即称为这个蛋白质的等电点如果将蛋白质比作舞龙队，氨基酸就是组成舞龙队的各个队员，他们的相对顺序或者说是前后顺序，被称为一级结构，而局部几个人的空间位置关系，例如站成三角的灵梦，泷奈和魔理沙三人的相对位置，被称为二级结构，如果扩大一些，将一整个舞龙队所有队员之间的空间位置都考虑，这就是所谓的三级结构，而四级结构，是指两只舞龙队之间的相互空间关系蛋白质的空间结构与功能密切相关，绝大多数的蛋白质都是通过其特异的空间结构和氨基酸顺序来起到生物学功能的，下面就是一个例子

成人血红蛋白的 α 亚基和 β 亚基分别含有 141 个和 146 个氨基酸。两种亚基的三级结构颇为相似，且每个亚基都可结合 1 个血红素（heme）辅基。4 个亚基通过 8 个离子键相连，形成血红蛋白四聚体，具有运输 O 2 和 CO 2 的功能。但每一个亚基单独存在时，虽可结合氧且与氧亲和力增强，但在体内组织中难于释放氧，失去了血红蛋白原有的运输氧的作用

核酸

糖

物质代谢及其调节

简单而不严谨的说，精神药物在体内的代谢过程可以视为，先由口腔毛细血管或其他途径进入血液系统，之后运往肝脏，在肝内进行复杂的
酶促反应之后，再由血液系统运往脑等中枢神经所在部位发挥作用，接下来我们会完整介绍这个过程

酶与酶促反应

肝的生物转换作用

脑的生物化学

药物的起效机理

亲和力

另见:药物亲和力表格

药物分子与蛋白质结合并发挥作用。亲和力表示药物分子与蛋白质结合的能力。

亲和力数据的Ki值（抑制常数，单位通常为nM，越小表示亲和力越高）是衡量化合物与受体结合强度的标准指标。在色胺衍生物（如DMT、psilocin等）对5-HT受体（如5-HT2A）的文献中，Ki几乎都来自放射配体竞争结合实验（radioligand competition binding assay）。

实验测量过程

使用表达目标受体（如人5-HT2A受体）的细胞膜制剂或转染细胞。
（radioligand，例如[³H]-ketanserin用于5-HT2A，或[³H]-8-OH-DPAT用于5-HT1A），其浓度通常接近或低于其Kd值。
加入一系列浓度梯度的非标记测试化合物（例如色胺衍生物）。
孵育至平衡后，分离结合的和游离的放射配体（常用过滤法），测量放射性计数。
计算特异性结合（总结合减去非特异性结合，非特异性通常用高浓度已知配体定义）。
以测试化合物浓度对特异性结合百分比作图，得到抑制曲线（inhibition curve），拟合得到IC₅₀：使放射配体特异性结合减少50%所需的测试化合物浓度。

如何从实验数据转化为Ki

拟合得到的值是IC₅₀，它依赖于实验条件（特别是放射配体的浓度）。要得到不受实验条件影响的真实亲和力常数Ki，需使用Cheng-Prusoff方程（1973年提出）进行校正。

公式为：

Ki = IC₅₀ / (1 + [L] / K_d)

其中： - IC₅₀：从抑制曲线拟合得到的半数抑制浓度（nM）。 - [L]：实验中使用的放射配体浓度（nM）。 - K_d：该放射配体对受体的解离常数（从单独的饱和结合实验测得，单位nM）。

解释： - 如果[L] << Kd（放射配体浓度远低于其Kd），则1 + [L]/Kd ≈ 1，Ki ≈ IC₅₀。 - 如果[L] = Kd，则Ki ≈ IC₅₀ / 2。 - 该方程假设竞争性结合（competitive binding），这在大多数色胺-5-HT受体研究中成立。

大多数论文都使用此方法：先测IC₅₀，再用已知放射配体的Kd和[L]计算Ki，并报告平均值（多重复实验）。