组合化学及其在抗生素研究中的应用
合成生物学在抗生素开发中的应用
合成生物学在抗生素开发中的应用在医学领域，抗生素的发现和应用是人类对抗细菌感染的重要武器。
然而，随着时间的推移，细菌对抗生素的耐药性逐渐增强，使得传统抗生素的疗效大打折扣。
为了应对这一挑战，科学家们将目光投向了合成生物学这一新兴领域，试图通过创新的技术和方法来开发更有效的抗生素。
合成生物学是一门融合了生物学、物理学、化学、计算机科学等多学科的交叉领域，其核心思想是通过设计和构建基因、蛋白质等生物分子组件，来实现生物系统的定制化和优化。
在抗生素开发中，合成生物学具有巨大的应用潜力。
首先，合成生物学可以用于发现新的抗生素化合物。
传统的抗生素筛选方法往往依赖于从自然界中分离微生物，然后检测其代谢产物的抗菌活性。
这种方法效率低下，而且发现的新化合物数量有限。
而合成生物学则可以通过对微生物基因的分析和改造，预测可能具有抗菌活性的化合物，并通过合成和测试来验证。
例如，科学家可以利用基因测序技术获取微生物的基因组信息，然后通过生物信息学分析找到与抗生素合成相关的基因簇。
进一步对这些基因进行克隆和表达，就有可能在实验室中合成出全新的抗生素。
其次，合成生物学能够提高现有抗生素的生产效率。
许多抗生素的天然生产过程复杂，产量低，成本高。
通过合成生物学手段，可以对生产抗生素的微生物进行基因工程改造，优化其代谢途径，提高抗生素的产量。
比如，通过增强关键酶的表达，或者引入新的代谢途径，来增加前体物质的供应，从而提高抗生素的合成效率。
此外，还可以利用合成生物学技术将抗生素的生产转移到易于培养和操作的微生物宿主中，实现大规模工业化生产。
再者，合成生物学为抗生素的结构改造和优化提供了有力工具。
利用基因编辑技术，可以对参与抗生素合成的基因进行定点突变，从而改变抗生素的化学结构。
这种结构改造可以改善抗生素的药代动力学性质，如增加其在体内的稳定性、提高生物利用度等；也可以增强其抗菌活性，扩大抗菌谱，甚至克服细菌的耐药性。
例如，通过对青霉素合成基因的改造，成功开发出了一系列半合成青霉素，如氨苄西林、阿莫西林等，它们在抗菌活性和临床应用方面都有了显著的改进。
药物化学在抗生素开发中的应用
药物化学在抗生素开发中的应用药物化学是研发和设计新药物的重要领域，其在抗生素开发中扮演着关键的角色。
抗生素作为一类重要的药物，在医学领域发挥着巨大的作用，帮助人类战胜疾病。
本文将介绍药物化学在抗生素开发中的应用，并探讨现代抗生素的合成、优化和发展。
一、药物化学与抗生素的相互关系药物化学是以化学为基础的科学学科，通过对药物分子结构的研究和调整，以及对药物与生物体相互作用的深入认识，来发现、设计和改进药物。
抗生素是一类能够杀灭或抑制细菌生长的药物，对细菌感染的治疗起到至关重要的作用。
因此，药物化学在抗生素研究和开发中具有不可忽视的地位。
二、抗生素的合成与优化抗生素的合成是指通过有机合成化学的手段，从基础化合物开始，经过一系列的反应步骤，最终合成出具有抗菌活性的抗生素分子。
药物化学家需要考虑药物的结构、化学性质、药代动力学特征等因素，来进行选择合适的合成路线和方法。
其中，合成路径的合理选择和反应条件的优化是关键的环节，能够有效提高抗生素的产率和纯度。
此外，抗生素的优化是指通过对已有抗生素分子结构的改变和功能调节，以获得更高的抗菌活性、更低的毒性和更好的药代动力学特性。
通过合理地对抗生素结构进行修改、模拟和计算，药物化学家可以设计出新型抗生素分子，提高其在治疗感染疾病中的效果。
在这一过程中，分子结构的改变和活性评价的关联也是药物化学研究中的重要内容之一。
三、现代抗生素的开发和应用在药物化学的推动下，现代抗生素的开发和应用取得了巨大的突破，为人类的抗菌治疗提供了更多的选择。
目前，越来越多的新型抗生素被开发出来，用于治疗一些传统抗生素无法解决的耐药菌感染。
例如，碳青霉烯类抗生素是一类广谱抗生素，其通过对β-内酰胺类酶的抑制，有效地对抗多种耐药菌感染。
另外，药物化学在抗生素开发中也引入了一些新的策略和方法。
例如，计算机辅助药物设计（Computer-Aided Drug Design）通过计算机模拟和分子设计等技术手段，可以在药物研发的早期阶段，辅助药物化学家筛选和设计具有潜在抗菌活性的分子。
利用合成生物学方法合成新型抗生素
利用合成生物学方法合成新型抗生素合成生物学方法在合成新型抗生素的研制中发挥了重要作用。
本文将详细介绍合成生物学方法在合成新型抗生素方面的应用，并探讨其在抗菌剂研发中的前景和挑战。
第一部分：引言抗生素是一类用于预防和治疗细菌感染的药物。
然而，由于过度使用和滥用抗生素，许多细菌已经演变出了耐药性。
因此，寻找新型抗生素已成为迫切的需求。
合成生物学是一门结合生物学、工程学和化学等多学科知识的新兴领域。
通过利用分子生物学、基因工程和合成化学的手段，合成生物学可以设计和构建人工基因组，进而合成目标化合物，包括新型抗生素。
第二部分：合成生物学方法在抗生素研发中的应用2.1 基因挖掘和靶点发现合成生物学通过对细菌和其他微生物的基因组进行挖掘和研究，可以发现新的抗生素生产相关基因和潜在靶点。
例如，利用基因组挖掘技术，研究人员发现了一种具有强抗菌活性的多肽类抗生素。
2.2 基因片段重组和基因表达调控合成生物学可以通过基因片段的重组和基因表达的调控，实现对抗生素产生菌株的改造和优化。
通过引入新的代谢途径和代谢工程，可以提高抗生素产量，改善抗生素的质量和稳定性。
2.3 合成化学和酶工程合成生物学还可以利用化学合成和酶工程的方法，合成和改造抗生素的结构。
通过合成不同的抗生素类似物和衍生物，可以改变抗生素的物理化学性质和抗菌谱，从而提高其效力和安全性。
第三部分：合成生物学方法在抗生素研发中的前景和挑战3.1 抗生素研发的加速合成生物学方法的应用，可以加速抗生素研发的过程。
通过结合高通量筛选和基因工程技术，可以快速筛选出具有高效抗菌活性的化合物，并优化其生产过程。
这将大大缩短抗生素研发的时间，并提高成功率。
3.2 抗生素反应性和稳定性的改善合成生物学方法的优势是可以通过代谢工程的手段，改善抗生素的反应性和稳定性。
通过改变抗生素骨架或引入抗生素合成途径的调控元件，可以有效改善抗生素的药理学性质。
3.3 抗生素耐药性的挑战然而，抗生素耐药性的问题依然是合成生物学方法在抗生素研发中面临的挑战。
新型抗生素的合成和应用研究
新型抗生素的合成和应用研究随着抗生素的广泛使用和滥用，耐药性的问题日益严重。
为了应对这一挑战，科学家们一直在进行新型抗生素的合成和应用研究。
本文将探讨新型抗生素的合成方法、抗菌机制以及在临床应用中的潜力。
一、新型抗生素的合成方法新型抗生素的合成涉及多种方法和技术。
其中，一种常见的方法是通过化学合成合成新的化合物，然后测试其抗菌活性。
这种方法可以通过对已有抗生素结构的修饰或设计全新的化合物来实现。
另一种方法是利用生物技术手段，包括基因工程和发酵技术，通过改造或合成微生物来产生新的抗生素。
二、新型抗生素的抗菌机制新型抗生素的抗菌机制各有差异，主要可以分为以下几个方面：1. 细胞壁的抑制：一些新型抗生素可以通过抑制细菌的细胞壁合成而发挥抗菌作用。
这些抗生素通常会干扰细菌的胞外聚糖合成或杀死细菌的细胞壁。
2. DNA/RNA的干扰：一些新型抗生素通过干扰细菌的DNA/RNA 的复制或转录过程来抑制其生存和繁殖。
3. 蛋白质的抑制：这类抗生素会干扰细菌蛋白质的合成和功能，从而破坏细菌的生命活动。
4. 代谢抑制：部分新型抗生素会抑制细菌的关键代谢途径，如氨基酸、核苷酸或脂质的合成，导致细菌无法生存。
三、新型抗生素的临床应用潜力新型抗生素具有广阔的临床应用潜力，可以用于治疗多种细菌感染，尤其是对耐药菌的感染具有重要意义。
此外，一些新型抗生素还可以用于治疗其他疾病，如病毒感染和癌症。
然而，新型抗生素的临床应用还面临一些挑战。
首先，新型抗生素的开发非常耗时且费用高昂。
其次，新型抗生素在临床上的使用需要严格的监管和合理的使用指导，以避免耐药性的进一步发展。
此外，一些新型抗生素可能存在副作用或毒性，需要在临床应用前进行充分的安全性评估。
综上所述，新型抗生素的合成和应用研究对于解决耐药性问题至关重要。
通过不断改进合成方法，深入理解抗菌机制，并严格管理和使用新型抗生素，我们有望发现更多有效的抗生素，为人类健康作出贡献。
新型抗生素的研究和应用
新型抗生素的研究和应用近年来，随着抗生素滥用的不断加剧，人们逐渐意识到原本被视为万能药的抗生素已经不再那么可靠了。
抗生素耐药性的问题已经成为全球治疗感染病最重要的挑战之一。
因此，寻找新型抗生素的研究和应用显得尤为重要。
一、新型抗生素的研制1. 生物合成法生物合成法是利用微生物合成抗生素，可以通过改变抗生素的化学结构，开发新型抗生素。
如大多数β内酰胺类抗生素，都是从微生物中提取的，而且随着技术的进步，目前也能通过合成的方式得到。
而四环素的合成是通过半合成法完成的，在牛首菌、功能不明微生物中找到了很多新的四环素天然品种，通过基因工程合成法，开发了大量的新型四环素类抗生素。
2. 其他生物源抗生素的研制除了上述生物合成法，还可以从其他生物源中提取和开发新型抗生素。
例如，从小麦中提取的多肽抑菌素就是一种新型抗生素，能在不影响人体正常细胞功能的情况下击败多种病原菌。
3. 合成法对于一些不易用微生物生产包括人工合成及半合成等技术的新型抗生素进行研制。
例如，利用理化手段，进行分子设计，创造出一系列新型化合物，通过药效筛选等方法，筛选出具有良好药物活性并适用临床的化合物。
二、应用新型抗生素的挑战1. 费用高昂新型抗生素的研发费用通常都非常高，因此，使用这些治疗药物治疗感染病会让患者和医院面临巨大的经济压力。
2. 药物滥用由于社会和医疗机构的多种原因，现有的很多抗生素被大量冗余滥用，导致这些抗生素的作用在人体中不断减弱，新型抗生素一旦被推广后，也会遭到这样的命运。
因此，要想延长新型抗生素使用的寿命，医务人员必须注意防止其被滥用。
3. 抗生素耐药即使研发出了新型抗生素，也存在着抗生素耐药性的问题。
抗生素在人体中的使用时间越长，它们的药效就会在人体污染菌株中逐渐减弱或完全丧失，导致细菌变得更加抵抗这些药物。
三、新型抗生素的应用前景1. 单克隆抗体单克隆抗体目前在癌症及自身免疫性疾病治疗方面已经有很大的应用，同时也有很好的前景在感染病领域中的应用。
药物化学在新型抗生素开发中的作用
药物化学在新型抗生素开发中的作用近年来，随着细菌耐药性的日趋严重，新型抗生素的研发变得尤为迫切。
药物化学作为药学领域中的重要分支，发挥着不可替代的作用。
本文将探讨药物化学在新型抗生素开发中的具体应用。
一、药物化学的基本原理药物化学是药物研发的核心内容之一，主要研究化合物的结构与活性之间的相互关系。
通过改变化合物的结构，药物化学家可以优化药物的活性、选择性和药代动力学特性，从而提高药物的疗效和减少不良反应。
二、药物化学在新型抗生素开发中的应用1. 结构优化药物化学家通过对已有抗生素结构的优化，改变其活性和机理，从而产生更具活性和更有效的新型抗生素。
通过调整抗生素分子的结构，可以增强其抗菌活性、提高稳定性和降低毒性。
2. 抗药性研究药物化学家通过对细菌抗药性机制的研究，可以设计开发针对多重耐药菌株的新型抗生素。
药物化学可以帮助科学家了解细菌耐药性的形成机制，并从中找到研发新型抗生素的突破口。
3. 靶点鉴定药物化学可以通过对细菌产生抗生素的作用靶点的深入研究，发现新的靶点并设计相应的药物结构。
同时，药物化学家还可以通过分子对接等技术，优化药物分子与靶标蛋白的结合能力，提高药物的选择性和亲和力。
4. 药代动力学研究药物化学家在新型抗生素研发过程中，需要进行药代动力学研究，以评估药物的吸收、分布、代谢和排泄等性质。
这些研究为药物的临床应用提供了重要的参考数据，并帮助调整药物的剂量和给药方案。
5. 组合药物开发药物化学家通过合理设计和组合不同的抗生素，可以产生更广谱、更有效的药物组合，以应对细菌耐药性的挑战。
药物化学研究可以帮助科学家寻找合适的药物组合，以提高药物疗效和减少副作用。
三、新型抗生素开发面临的挑战在新型抗生素开发过程中，药物化学面临着多种挑战。
首先，抗生素的发现和研发周期较长，需要投入大量时间和资金。
其次，由于细菌耐药性的不断增强，新型抗生素的发现和开发变得更加困难。
此外，药物化学研究还需要解决药物的毒性和副作用等问题。
组合化学技术在药物发现与开发中的应用研究
组合化学技术在药物发现与开发中的应用研究随着科学技术的不断进步和人们对健康需求的日益增长，药物发现与开发领域的重要性也日益凸显。
在这个领域中，组合化学技术作为一种重要的工具，被广泛应用于药物的高效筛选、结构优化和目标识别等环节，不仅极大地提高了药物研究的效率，更为寻找治疗各种疾病的新药提供了新的思路和方法。
组合化学技术是一种通过以合成小分子库中不存在的产物，通过高通量筛选进行活性评估和优化的方法。
通过组合化学技术，研究人员可以合成大量的化合物，然后通过快速筛选，找到具有生物活性的化合物。
相较于传统的有机合成方法，组合化学技术具有独特的优势。
首先，通过组合化学技术，研究人员可以合成大规模的复杂化合物，以弥补传统有机合成方法在合成复杂结构时的局限性。
其次，组合化学技术可以快速筛选大规模的化合物，有效降低了药物研究的成本和时间。
最重要的是，组合化学技术具有高度的灵活性，可以轻松地调整化合物的结构和组合方式，从而根据药物的需求进行优化。
在药物发现中，组合化学技术被广泛应用于构建小分子化合物库。
通过合理设计合成方案和合成组合，可以有效地合成大量的化合物。
这些化合物通过高通量筛选技术，筛选出具有特定生物活性的化合物，为药物的发现提供了重要的途径。
与传统的药物发现相比，组合化学技术能够在较短的时间内合成和筛选大量的化合物，提高了药物研究的效率，同时也扩大了药物化学空间，为寻找治疗各种疾病的新药提供了巨大的机遇。
除了用于合成和筛选小分子化合物库外，组合化学技术还在药物发现的其他环节中发挥着重要作用。
例如，在药物的结构优化中，组合化学技术可以通过调整化合物的结构和组合方式，改变其生物活性。
通过合成和筛选一系列化合物，研究人员可以逐步优化化合物的药理性质，提高其在疾病治疗中的有效性和安全性。
此外，组合化学技术还可以用于目标识别，通过合成和筛选一系列的化合物来寻找和确认药物的目标，进一步揭示其作用机制。
通过这些应用，组合化学技术为药物的发现与开发提供了一种高效、灵活和创新的方法。
组合化学在药物发现中的应用
组合化学在药物发现中的应用随着现代科技的发展，分子设计和化学合成技术已成为药物研发的重要手段。
组合化学是一种适用于发现新型药物的分子设计方法，该方法通过交叉反应筛选出具有药用价值的小分子化合物，是药物发现和开发领域中的一个热门研究方向。
一、什么是组合化学？组合化学是一种高通量的化学合成方法，用于生产大量结构相似、但有所不同的化合物。
这些化合物被称为化合物库。
它们是由几种基本的化学物质组合而成的，每种基本物质可以通过不同的反应条件和方法进行改变。
最终，组合化学家会得到一个包含几千个或上万个分子的化合物库。
一旦库中的化学物质合成完毕，就可进行高通量化合物筛选。
二、组合化学在药物发现中的应用组合化学方法适用于小分子化合物的发现，这些化合物能够与生物分子如酶、蛋白等发生相互作用并干扰其生理过程。
组合化学已被证明是一种非常有效的发现新型药物的手段。
以下是组合化学在药物发现中的应用：1. 筛选药物候选化合物组合化学的一个最重要的应用是通过组合化合物库筛选出药物候选化合物。
这些候选化合物随后被测试以评估它们对疾病的疗效和/或毒性的影响。
通过组合化学筛选出的药物候选化合物通常可以与疾病相关的分子进行特异性结合。
因为组合化学产生的化合物很多，因此可以更好地增加研究范围，寻找更多种类的化合物。
2. 引导小分子药物的优化组合化学还可以引导研究人员优化已知药物分子结构。
例如，如果药物分子需要特定的化学修饰才能提高其生物活性，研究人员可以利用组合化学方法制备包含所需修饰的大量结构相似化合物，然后测试这些化合物以确定最佳修饰的类型和位置。
3.挖掘活性化合物的新目标组合化学的另一个重要应用是挖掘新的活性化合物目标。
通常情况下，组合化学可用于酶抑制剂和受体拮抗剂方面的研究。
对于酶抑制剂，化合物库通常含有大量的类似物，可用于深入研究酶底物部位的亲和性。
对于受体拮抗剂，一些化合物库可用于研究受体-配体的选择性和自由能。
4. 正确预测化合物的ADME性质药物分子头重脚轻，敏感度非常高，需要先在体外检测和预测才能在体内使用。
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组合化学及其在抗生素研究中的应用杨宪文（中国药科大学南京210009）摘要：组合化学作为一种新兴高效的合成方法，被广泛应用于新药开发等领域，对于抗生素的合成与结构优化意义重大。
本文着重就组合化学在基于新靶位、基于结构多样性等方面的抗生素开发和抗生素结构修饰优化上的应用进行概述，宏观把握分析了组合化学这门新技术的优缺点，并对其发展前景进行了探讨。
关键词：组合化学；新靶位；结构多样性；结构修饰Combinatorial chemistry and its application to antibioticsresearchY ang XW（China Pharmaceutical University Nanjing 210009）Abstract: As an emerging and efficient synthetic method, combinatorial chemistry has been applied to variety of aspects including drug discovery, meanwhile it is also significant to the synthesis and structure optimization of the antibiotics. This review emphasizes the discovery of antibiotics based on the new target and the structural diversity and the application of antibiotics structure optimization, analyses the advantages and disadvantages about this technology,finally, current situation and future development of combinatorial chemistry were also discussed in this paper.Key words:combinatorial chemistry; new target; structural diversity; structure optimization1.前言近两个世纪以来，化学家所探索的中心任务之一是创造新的具有各种功能的化学物质，并发展各种有效的方法以获得尽可能纯净的单一化合物。
我们应用一系列传统的研究方式，许多化合物被制备成候选药物分子，并进行生物测试研究。
众所周知的是，一个化学小分子新药的研发是一个在时间、人力、物力和财力上高消耗的过程，人们一直在探索新的更好的解决方案。
20世纪80年代，一个新领域的发现革新了传统化学在药物研发中的理论和实践，其被称为组合化学（Combinatorial Chemistry），即可定义为平行、系统、反复地共价连接不同结构的构建单元（building block），得到大量化合物，建立成化合物库（Compound-Library）并对其药效进行高通量筛选（High-Throughput Screening，HTS）的一类策略与方法[1]。
从其基本原理和本质上来看，组合化学摒弃了许多在传统有机合成（Traditional Organic Synthesis）中的固有规则，在同一个化学反应体系中加入不同的结构单元，利用这些结构单元的排列组合，通过少数几步的反应系统地合成大量化合物，并将这些化合物集合建成一个化合物库，接下来就是对化合物库进行高通量筛选，最后得到与特定靶点相互作用的活性化合物（见图1）。
虽然组合化学方法发展很快，各种衍生方法层出不穷，但就其本质来看，其核心技术可以大体总结为混合合成方法（Mixed Synthesis）、平行合成方法（Parallel Synthesis）和固相合成方法（Solid Phase Synthesis），其中混合合成方法又可分为组分混分法（Portion-Mixing Synthesis）和混合试剂法（Mixed Reagent Method）[2]。
除了提供由大量的化合物组成的化合物库进行结构筛选之外，组合化学还有一个特点是也可以提供一个由结构类似物（analogue）分子构成的的化学库，为研究构效关系（Structure–Activity Relationship,SAR）提供了省时省力的平台。
例如，结构生物学（Structure Biology）的研究表明，目前已经认识到人体蛋白的折叠形式为600~8000种，由此可知特定的分子骨架结构有可能和一组相似的蛋白质都发生作用，这样以特定骨架分子为模板所建立的组合库，会为研究和理解有机小分子和蛋白质间的相互作用提供可靠的信息[3]。
图1、组合化学与经典合成化学相比较Figure 1、The comparison between combinatorial chemistry and classic syntheticchemistry2.组合化学在抗生素结构合成或修饰方面的进展现代药物的研发的第一个阶段，也就是目前最活跃的阶段即为先导化合物（Lead compound）的发现和优化阶段，组合化学在其中起到了关键性的作用，主要包括多样性化合物库的合成和药物先导化合物的优化。
Beatrice Ruhland[4]采用组合化学方法，把相同手性的氨基酸衍生胺一起键合到Tenta GelS树脂上，并与α,β-不饱和醛或非手性烯酮和芳香醛发生环加成反应，得到了一些3-氨基-2-氮杂环丁酮（可用于制备α-酰胺基-β-内酰胺），还包括许多重要抗生素的前体（precursor）。
Nachiket S Dighe[5]在综述中报道，第一个完全采用组合化学技术发现和优化的新型抗生素linezolid（Zyvox）在2001年4月获得美国FDA批准上市，且是在全世界批准应用的噁唑烷酮类人工合成抗生素，前后共花了约9年时间，与传统开发新药的平均时间相比，节约了4~6年的时间。
Chuanguang Qin等[6]报道了来源于侧孢芽孢杆菌（Bacillus laterosporus）、侧孢芽孢杆菌素（laterocidin）及其类似物的环状十肽(cyclodecapeptide)抗生素的全合成已经完成，这是人类首次采用固定肽合成技术，并伴以线性前体细胞(linear precursors)在树脂中的无痕成环作用(traceless on-resin cyclisation)所获得的成功。
从组合化学合成技术分类上来说，其总体合成思想是按照固相合成方法来进行实验的。
Kyungae Lee等[7]报道他们发现了一种可以抑制金黄色酿脓葡萄球菌（Staphylococcus aureus）细胞壁磷壁酸的小分子targocil（1835F03），其可以作为一种潜在的小分子抗生素(small-molecule antibiotics)进行研究，研究者采用了平行液相合成方法合成了一系列相关类似物的化合物库，为其构效关系和结构识别提供了详尽的信息。
3.组合化学在基于新靶位的抗生素研发中的应用随着各项基因组计划的顺利实施，基因组学使得药物的研发策略从筛选化合物库转向了优先筛选靶位基因。
研究表明，由于通过靶位筛选得到的先导化合物往往在整体细胞实验或进入体内后活性并不显著，所以还要通过经典和组合化学技术对其进行化学修饰和改造，优化其活性，同时评估活性化合物可能发生的耐药性（drug resistance）问题，最后最有希望的先导化合物才能进入后续的临床试验阶段（见图2）。
图2、基于靶位的抗生素发现、开发基本策略Figure 2、The basic strategy of discovery and development for the antibioticsbased on the targetSunil K. V ooturi等[8]报道了采用平行液相法成功合成一系列含苯甲酮（benzophenone）的抗生素，主要是试图解决抗生素耐药性问题，通过DNA测序分析得知可以用有耐药性细菌等的细胞膜为潜在靶点进行研究，然后借助组合化学合成技术中的平行合成方法进行了58组实验获得了218种化合物，所有化合物均经过了HPLC和MALDI-TOF质谱的鉴定，最后，研究者通过筛选共获得了6种理想的化合物。
4.组合化学在基于结构多样性的抗生素研发中的应用一个成功的抗生素必须满足很多方面的要求：它要能够穿过细菌细胞膜，避开细菌的外排泵，不会成为细菌修饰或水解酶(hydrolytic enzyme)的靶位而失去活性，并且能以足够的浓度到达细菌的靶位，因而抑制细菌的重要功能使细菌失活；同时出于经济和诊断方面的考虑，它要有广谱抗菌活性，没有毒性或很小，并在人体中不良反应最小。
这一系列的限制意味着在筛选过程中那些最初令人感兴趣的抗微生物活性的新化合物要最终成为合格的药物，需要经过许多化学修饰。
在这一过程中药物化学特别是组合化学在构建和扩充化学库以及优化先导化合物方面起着越来越重要的作用。
“基于结构多样性的导向合成”是目前正在兴起的另一合成策略，其目的是合成大量结构多样且复杂的小分子化合物。
通过筛选这些化合物的生物学活性，最终鉴定出活性受小分子调控的具有治疗学意义的蛋白质靶位。
万古霉素（V ancomycin）是人们常用的糖蛋白抗生素，研究发现当万古霉素二聚后，可以加强万古霉素和靶标分子( L- Lys-D-Ala-D-Ala)的氢键结合。
Nicolaou等[9]分别采用二硫键和碳碳双键连接不同的万古霉素分子，实现二聚，制备动态组合库（Dynamic Compound Library）。
在靶标的存在下，通过二硫键和碳碳双键的交换过程，筛选更有效的抗生素分子。
在采用碳碳双键交换制备的动态库中，当加入了靶标分子，会发现库倾向于生成桥联更短的二聚体，单独合成该种二聚体，测得其最小抑菌浓度（Minimal Inhibitory Concentration, MIC）发现几乎比万古霉素小一个数量级。
5.现存问题在此十分值得一提的是，也有一些学术界人士的意见认为组合化学对于药物发现并不具有积极的贡献。
虽然在过去的十年里，药物开发方面的投资以每年10%的速度增长，但是成百倍增长的活性筛选工作并未使先导化合物的出现产生相应的增长率，这是因为组合化学本身没有产生更多正在被发现的先导化合物，一部分原因是因为这个系统能产生最大数量的化合物是以肽或寡核糖酸为基础的，这意味着发现的任何活性化合物在性质上并不具备作为药物分子的潜质。