ترکیبات زیست فعال مولکول های طبیعی یا مصنوعی هستند که قادر به برهمکنش های خاص با سیستم های بیولوژیکی هستند و اثرات فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی یا دارویی را ایجاد می کنند. آنها به طور گسترده در گیاهان، حیوانات، میکروارگانیسم ها و موجودات دریایی یافت می شوند و می توانند از طریق سنتز شیمیایی یا مهندسی زیستی به دست آیند. با توجه به قابلیت های منحصر به فرد شناسایی مولکولی و تنوع عملکردی، آنها جایگاه مهمی در تحقیقات علوم زیستی، توسعه داروهای جدید، کنترل آفات کشاورزی و بیوتکنولوژی صنعتی دارند.
از منظر منشأ، ترکیبات زیست فعال را می توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد: محصولات طبیعی و ترکیبات مصنوعی. محصولات طبیعی بیشتر از طریق مسیرهای متابولیک ثانویه تولید می شوند، ساختارهای پیچیده ای دارند و سرشار از هتروسیکل ها، ترپن ها، آلکالوئیدها، پلی ساکاریدها و پپتیدها هستند. این ساختارها دستخوش تکامل و بهینهسازی طبیعی شدهاند، و آنها را قادر میسازد پیوندهای نزدیک-بالا با اهداف خاص ایجاد کنند. به عنوان مثال، برخی از فلاونوئیدهای مشتق شده از گیاه می توانند با تنظیم فعالیت آنزیم در دفاع آنتی اکسیدانی شرکت کنند، در حالی که پلی کتیدهای تولید شده توسط میکروارگانیسم های دریایی فعالیت های ضد توموری و ضد باکتریایی از خود نشان می دهند. ترکیبات زیست فعال مصنوعی یا نیمه{6} سنتز شده مصنوعی بر اساس ساختارهای هدف شناخته شده طراحی می شوند و گروه های عاملی را از طریق سنتز آلی یا کاتالیز زیستی برای افزایش گزینش پذیری، بهبود خواص فارماکوکینتیک، یا غلبه بر گلوگاه ها در دستیابی به محصولات طبیعی معرفی می کنند.
ویژگی اصلی ترکیبات زیست فعال در فرآیندهای زندگی تنظیم شده آنها نهفته است. آنها می توانند بر روی مولکول های زیستی مانند آنزیم ها، گیرنده ها، کانال های یونی و اسیدهای نوکلئیک از طریق مکانیسم های آگونیست، آنتاگونیست، بازدارنده یا القاکننده، تغییر انتقال سیگنال، شار متابولیک، یا پروفایل های بیان ژن، عمل کنند. در سطح سلولی، این ترکیبات می توانند بر تکثیر، تمایز، آپوپتوز و پاسخ های ایمنی تأثیر بگذارند. در سطح سیستمیک، آنها می توانند اثرات ماکروسکوپی مانند ضد التهاب، بی دردی، تنظیم متابولیک، یا فعالیت ضد پاتوژن را نشان دهند. این توانایی نظارتی چندسطحی است که آنها را به ابزارهای مهمی برای درک مکانیسم های زندگی و توسعه استراتژی های مداخله تبدیل می کند.
در زمینه های کاربردی، ارزش ترکیبات زیست فعال همچنان در حال گسترش است. در زمینه داروسازی، آنها منبع اصلی داروهای نوآورانه هستند. از کشف آنتی بیوتیک ها تا ظهور داروهای ضد سرطان هدفمند، غربالگری و بهینه سازی ترکیبات فعال ضروری است. در زمینه کشاورزی، برخی از ترکیبات را می توان به عنوان آفت کش های سبز یا تنظیم کننده های رشد گیاه برای کنترل آفات و بیماری ها یا افزایش مقاومت محصول با سمیت کم و بسیار مؤثر استفاده کرد. در بیوتکنولوژی صنعتی، برخی از آنزیم ها یا واسطه های متابولیک، به عنوان ترکیبات فعال زیستی، در بیوکاتالیز، اصلاح زیست محیطی، و سنتز مواد کاربردی مورد استفاده قرار می گیرند و توسعه پایدار را ارتقا می دهند.
با پیشرفت در زیست شناسی ساختاری، غربالگری{0}بالا، شیمی محاسباتی، و زیست شناسی مصنوعی، کشف و اصلاح ترکیبات زیست فعال وارد مرحله ای از دقت شده است. طراحی منطقی بر اساس ساختار سه بعدی اهداف، نرخ ضربه ترکیبات سرب را بهبود بخشیده است. مهندسی متابولیک و بازسازی مسیر مصنوعی، تولید موثر مولکولهای فعال کمیاب را ممکن کرده است. و غربالگری مجازی با کمک هوش مصنوعی- زمان لازم برای شناسایی مولکولهای کاندید از کتابخانههای ترکیبی عظیم را به میزان قابل توجهی کوتاه کرده است.
به طور کلی، ترکیبات زیست فعال پیوندی کلیدی هستند که جهان مولکولی و فرآیندهای زندگی را به هم متصل میکنند و تنوع و عملکرد آنها امکانات نامحدودی را برای اکتشاف علمی و نوآوری کاربردی ارائه میدهد. عمیقتر کردن مداوم درک ما از مکانیسمهای عملکرد و ساختار{1}}روابط فعالیت، توانایی ما را برای استفاده از این مولکولها برای خدمت به سلامت انسان و توسعه پایدار بیشتر میکند.