極性表面積（polar surface area, PSA）とは、分子表面のうち極性を帯びている部分の面積値のことで、細胞膜透過性に関する医薬構造最適化のために使用される指標。全ての極性原子（主に酸素、窒素、それと結合する水素）の表面総和として定義される。

PSA>140Ųを有する分子は、細胞膜透過性・経口投与性に劣る傾向がある[1]。血液脳関門を透過する分子には、PSA<75Ųが通常必要とされる[2]。あまりに低い値（PSA<90Ų）であり、かつ脂溶性の高い構造（logP > 4）の場合には、非特異的相互作用に基づく毒性リスクが懸念される[3]。

PSAの計算には分子の3次元構造を必要としてきたが、実際にはこれを得ることは難しく、多数の化合物に対して行うと計算コストも肥大化する。トポロジカル極性表面積(Topological Polar Surface Area, tPSA)は、正確な3次元的分子構造なしにPSAを高速に近似計算した値である[4]。ChemDrawなどの化学構造式描画ソフトで計算可能。

参考文献

1. Veber et al. J. Med. Chem. 2002, 45, 2615. DOI: 10.1021/jm020017n
2. Hitchcock, S.A.; Pennington, L. D. J. Med. Chem. 2006, 49, 7559. doi:10.1021/jm060642i
3. Hughes et al. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2008, 18, 4872. DOI: 10.1016/j.bmcl.2008.07.071
4. Ertl, P.; Rohde, B.; Selzer, P. J. Med. Chem. 2000, 43, 3714. DOI: 10.1021/jm000942e

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関連リンク

• Polar Surface Area – Wikipedia
• Calculation of Molecular Properties and Bioactivity Score
• 環化させるだけで脂溶性は下がる（気ままに創薬化学）
• 創薬探索における指標について（創薬メモ）
• Fast Calculation of Molecular Polar Surface Area Directly from SMILES