药物-受体相互作用与药物活性测定
药物分子的结构特征决定了其与受体靶点的作用模式。通常，根据药物与受体作用方式的不同，可将药物分为结构特异性药物（structurally specific drugs, SSD）和结构非特异性药物（structurally nonspecific drugs, SND）。SSD是指分子结构变化会对药物活性产生较大影响的药物，而对于SND而言，药物结构上的细小变化不会对药效产生较大的影响。大多数药物属于SSD，SSD可在低浓度下通过一些级联放大系统产生生物效应；而SND只有在高浓度时才有活性，吸入型全麻药就是典型的SND。
SSD与受体结合形成复合物才能产生药理活性。因此，药物-受体相互作用是决定SSD活性的主要因素。常见的药物-受体相互作用主要由化学键作用和分子立体作用两大类。其中，化学键作用由可分为可逆的非共价键相互作用和不可逆的共价键相互作用。多数药物与受体的结合是可逆的，维持这种可逆结合的非共价键相互作用主要有离子键、氢键、范德华力等；仅有少数药物，如：氮芥类抗肿瘤药物等，与受体间形成共价键。图1列出了药物-受体相互作用的主要化学键。
图1药物-受体相互作用的主要化学键
分子立体作用主要有构型因素和构象因素两方面的综合结果。当药物分子中含有双键、刚性或半刚性环时会产生几何异构现象。几何异构体间的理化性质及生物活性均有较大差异，如：通过对雌激素的构效关系研究发现，雌激素分子中两个含氧官能团及氧原子间的距离是其发挥生理活性的关键因素。人工合成的E-己烯雌酚中两个羟基相距1.45 nm，与雌激素雌二醇中两个羟基的距离一致，因而具有类似雌激素的药理活性；而Z-己烯雌酚中两个羟基的距离仅有0.72 nm，因此其生物活性大不如E-己烯雌酚。
另外，大部分药物分子中含有手性中心，因而具有光学异构体。继沙利度胺（thalidomide）事件后，世界各国纷纷开始重视对药物分子光学异构体间药效差异的研究。大多数手性药物的对映异构体间存在着药理作用或作用强度的差异，例如：L-(-)-甲状腺素（thyroxin）可用于甲状腺功能减退的替代治疗，而D-(+)-甲状腺素具有降血脂的功效；S-(-)-氧氟沙星（ofloxacin）是R-(+)-氧氟沙星抑菌活性的8~128倍；S-(-)-多巴胺（dopamine）可用于治疗帕金森病（Parkinson disease），但R-(+)-多巴胺无法被机体利用，因而无此药理活性。这些药理活性的差异，尤其是具有相同药理作用但作用强度不同的情况，主要反映了药物与受体结合时，受体较高的立体要求。如：苄氧乙酰基羟肟酸类化合物C8与C12互为光学异构体，其对鲍曼不动杆菌UDP-3-O-（R-羟基十四酰）-N-乙酰氨基葡糖脱乙酰酶的分子对接结果显示，C8抑制活性大于C12。分析发现，S构型的C8肟端通过F191、D241形成氢键，准确结合于该较浅的口袋中，而R构型的C12则不能，这可能是S构型的苄氧乙酰基羟肟酸类抑制剂活性高于R构型的主要原因（图2）。除了受体对药物分子的光学异构体具有选择性外，这些光学异构体进入机体后，在吸收、分布、代谢和排泄过程中同样存在一定的选择性。这些选择性均会造成药效、毒性的差异。
图2 C8与C12的结构及在其结合模式的差异
除了异构现象对药效有较大影响外，药物的构象（conformation）也是一个重要因素。由于碳碳单键旋转所需的能量较小（一般＜5 kcal·mol-1），理论上药物分子存在无数个构象。但实际情况下由于分子内部各个基团的牵制和空间位阻的存在，使得分子某些构象的势能较高，不够稳定。因此，势能最低的构象出现的可能性最大，将这种构象称为优势构象（preferential conformation）。药物分子在与受体结合时，通过诱导互补，发生构象重组。此时，与受体结合的药物构象并不一定是优势构象，从而将药物分子与受体结合时的实际构象称为药效构象（pharmacophoric conformation）。有些药物分子的结构相差较大，但显示出相同的作用机制，便是因为它们具有相类似的药效构象，即构象等效性（conformational equivalence）。药物的生物学活性根据药物药理作用的不同有多种表示方式。常用的表示有：EC50、IC50、LC50、Ki、Kd、MIC等。
半数有效浓度（median effective concentration, EC50）表示要药物产生其最大生物学效应50%的浓度，有时也称为效价（potency）强度，其值越小表明药物的药效强度越大；若考察的药物为某种抑制剂（如酶抑制剂、细胞抑制剂等）时，多用半数抑制浓度（median inhibitory concentration, IC50）代替EC50，描述其抑制作用的强度。IC50定义为50%受体发生抑制反应时所用的抑制剂浓度。其值越低，说明抑制剂的抑制作用越强；类似地，在研究药物的毒性反应时，常使用半数致死浓度（median lethal concentration, LC50）描述其毒性强弱。LC50定义为在一次或24小时内多次染毒的急性毒性试验中，引起受试动物半数死亡的药物浓度。其值越低，表明药物的毒性越强。上述描述参数可通过药理实验绘制量-效曲线（quantal dose-effect curve）求出。Kd为两个及以上生物分子组成的复合物分离组分是的解离平衡常数，是衡量药物与受体相互作用的一个重要物理量。Kd值越小，药物的结合能力越强，因此又称为亲和常数。
对于抗菌药物而言，还常常使用最低抑菌浓度（minimal inhibitory concentration, MIC）和最低杀菌浓度（minimal bactericidal concentration, MBC）表示其抗菌活性。药物的活性测定方法众多，可用于描述的参数也较为多样。实验人员在具体的实验条件下，应针对不同的药物类型，选择合适的药物活性描述方法。
