ในชีววิทยาโมเลกุลและเภสัชวิทยาโมเลกุลขนาดเล็กหรือไมโครโมเลกุล คือ สารประกอบอินทรีย์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ (≤ 1000 ดาลตัน ) ^{[ 1 ]} ซึ่งอาจควบคุมกระบวนการทางชีวภาพ โดยมีขนาดประมาณ 1 นาโนเมตรโครงสร้างขนาดใหญ่เช่นกรดนิวคลีอิกและโปรตีนและพอลิแซ็กคาไรด์ จำนวนมาก ไม่ใช่โมเลกุลขนาดเล็ก แม้ว่าโมโนเมอร์ที่เป็นส่วนประกอบ (ไรโบนิวคลีโอไทด์หรือดีออกซีไรโบ นิว คลีโอไทด์ กรดอะมิโนและโมโนแซ็กคาไรด์ ตามลำดับ) มักถูกพิจารณาว่าเป็นโมเลกุลขนาดเล็ก โมเลกุลขนาดเล็กอาจใช้เป็นเครื่องมือวิจัยเพื่อตรวจสอบการทำงานทางชีวภาพตลอดจนเป็นแนวทางในการพัฒนายา ใหม่ บางชนิดสามารถยับยั้งการทำงานเฉพาะของโปรตีนหรือขัดขวางปฏิกิริยาระหว่างโปรตีนกับโปรตีนได้^{[ 2 ]}

โดยทั่วไปแล้ว เภสัชวิทยาจะจำกัดความหมายของคำว่า "โมเลกุลขนาดเล็ก" ไว้เฉพาะโมเลกุลที่จับกับโมเลกุล ชีวภาพขนาดใหญ่จำเพาะ และทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นโดยเปลี่ยนแปลงกิจกรรมหรือหน้าที่ของเป้าหมายโมเลกุลขนาดเล็กสามารถมีหน้าที่หรือการใช้งานทางชีวภาพที่หลากหลาย เช่นโมเลกุลส่งสัญญาณในเซลล์ยาในทางการแพทย์สารกำจัดศัตรูพืชในการเกษตร และบทบาทอื่นๆ อีกมากมาย สารประกอบเหล่านี้อาจเป็นสารธรรมชาติ (เช่นเมตาโบไลต์รอง ) หรือสารสังเคราะห์ (เช่นยาต้านไวรัส ) พวกมันอาจมีผลดีต่อการรักษาโรค (เช่นยา ) หรืออาจเป็นอันตราย (เช่นสารก่อความพิการแต่กำเนิดและสารก่อมะเร็ง )

ขีดจำกัด น้ำหนักโมเลกุลสูงสุดสำหรับโมเลกุลขนาดเล็กอยู่ที่ประมาณ 900 ดาลตัน ซึ่งทำให้สามารถแพร่กระจายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้อย่างรวดเร็วเพื่อไปถึงบริเวณออกฤทธิ์ภายใน เซลล์ได้ ^{[ 1 ] [ 3 ]}ขีดจำกัดน้ำหนักโมเลกุลนี้ยังเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นแต่ไม่เพียงพอสำหรับการดูดซึม ทางปาก เนื่องจากอนุญาตให้มีการขนส่งผ่าน เซลล์ เยื่อบุผิว ลำไส้ นอกจากความสามารถในการซึมผ่านลำไส้แล้ว โมเลกุลยังต้องมีอัตราการละลายในน้ำที่รวดเร็วพอสมควร มีความสามารถในการละลายในน้ำที่เพียงพอ และ มีการเผาผลาญครั้งแรกในระดับปานกลางถึงต่ำขีดจำกัดน้ำหนักโมเลกุลที่ต่ำกว่าเล็กน้อยที่ 500 ดาลตัน (เป็นส่วนหนึ่งของ " กฎห้าข้อ ") ได้รับการแนะนำสำหรับยาโมเลกุลขนาดเล็กที่ใช้รับประทาน โดยอิงจากการสังเกตว่าอัตราการล้มเหลวทางคลินิกลดลงอย่างมีนัยสำคัญหากน้ำหนักโมเลกุลอยู่ต่ำกว่าขีดจำกัดนี้^{[ 4 ] [ 5 ]}

ยาส่วนใหญ่เป็นโมเลกุลขนาดเล็ก แม้ว่ายาบางชนิดอาจเป็นโปรตีน ( เช่นอินซูลินและผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ชีวภาพ อื่นๆ ) ยกเว้นแอนติบอดีบำบัดโปรตีนหลายชนิดจะถูกย่อยสลายหากให้ทางปาก และส่วนใหญ่มักไม่สามารถผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้โมเลกุลขนาดเล็กมีแนวโน้มที่จะถูกดูดซึมได้ง่ายกว่า แม้ว่าบางชนิดจะถูกดูดซึมได้หลังจากให้ทางปากก็ต่อเมื่อให้ในรูปของโปรดรัก เท่านั้น ข้อดีอย่างหนึ่งของยาโมเลกุลขนาดเล็ก (SMDs) เมื่อเทียบกับ ยาชีวภาพ "โมเลกุลขนาดใหญ่" คือ โมเลกุลขนาดเล็กหลายชนิดสามารถรับประทานได้ ในขณะที่ยาชีวภาพโดยทั่วไปต้องฉีดหรือให้ทางหลอดเลือด^{[ 6 ]}ยาโมเลกุลขนาดเล็กมักผลิตได้ง่ายกว่าและราคาถูกกว่าสำหรับผู้ซื้อ ข้อเสียคือเป้าหมายบางอย่างไม่สามารถปรับเปลี่ยนได้ด้วยยาโมเลกุลขนาดเล็ก แบคทีเรียและมะเร็งมักดื้อต่อผลของยาเหล่านี้^{[ 7 ]}

สิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด รวมถึงแบคทีเรีย เชื้อรา และพืช ผลิตสารเมตาโบไลต์รอง โมเลกุลขนาดเล็ก หรือที่รู้จักกันในชื่อผลิตภัณฑ์ธรรมชาติซึ่งมีบทบาทในการส่งสัญญาณของเซลล์ การสร้างเม็ดสี และการป้องกันการถูกล่า สารเมตาโบไลต์รองเป็นแหล่งที่อุดมไปด้วยสารประกอบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ ดังนั้นจึงมักใช้เป็นเครื่องมือวิจัยและเป็นแนวทางในการค้นพบยา^{[ 8 ]}ตัวอย่างของสารเมตาโบไลต์รอง ได้แก่:

เอนไซม์และตัวรับมักถูกกระตุ้นหรือยับยั้งโดยโปรตีนภายในร่างกายแต่ก็สามารถถูกยับยั้งโดยสารยับยั้งหรือสารกระตุ้นโมเลกุลขนาดเล็กภายในหรือภายนอกร่างกายได้เช่นกันซึ่งสามารถจับกับบริเวณออกฤทธิ์หรือบริเวณอัลโลสเตอริกได้

ตัวอย่างหนึ่งคือสารก่อความพิการแต่กำเนิดและสารก่อมะเร็งฟอร์บอล 12-ไมริสเตต 13-อะซิเตตซึ่งเป็นเทอร์พีนจากพืชที่กระตุ้นโปรตีนไคเนสซีซึ่งส่งเสริมการเกิดมะเร็ง ทำให้เป็นเครื่องมือวิจัยที่มีประโยชน์^{[ 10 ]}นอกจากนี้ยังมีความสนใจในการสร้างปัจจัยการถอดรหัสเทียมโมเลกุล ขนาดเล็ก เพื่อควบคุมการแสดงออกของยีนตัวอย่างเช่น เรนช์โนลอล (โมเลกุลรูปประแจ) ^{[ 11 ]}

การจับของลิแกนด์สามารถระบุลักษณะได้โดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์ที่หลากหลาย เช่นการเรโซแนนซ์พลาสมอนบนพื้นผิว เทอร์ โมโฟเรซิสระดับไมโครสเกล^{[ 12 ]}หรือการแทรกสอดโพลาไรเซชันคู่เพื่อหาปริมาณความสัมพันธ์ของปฏิกิริยาและคุณสมบัติจลนศาสตร์ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง ที่เกิดขึ้น ด้วย

ยาต้านจีโนมโมเลกุลขนาดเล็กหรือ SMAT หมายถึง เทคโนโลยี การป้องกันทางชีวภาพที่มุ่งเป้าไปที่ลายเซ็นDNA ที่พบในตัวแทน สงครามชีวภาพ หลายชนิด SMAT เป็นยาใหม่ที่มีฤทธิ์กว้าง ซึ่งรวมกิจกรรมต้านแบคทีเรีย ต้านไวรัส และต้านมาลาเรียเข้าไว้ในยาตัวเดียว ซึ่งให้ประโยชน์ด้านต้นทุนและข้อได้เปรียบด้านโลจิสติกส์อย่างมากสำหรับแพทย์และกองทัพ^{[ 13 ]}

• เภสัชวิทยา
• ความคล้ายยาเสพติด
• กฎห้าข้อของลิปินสกี้
• เมตาโบไลต์
• เคโมจีโนมิกส์
• สารสื่อประสาท
• เปปติโดมิเมติก
• โมเลกุลขนาดใหญ่

• คลังข้อมูลโมเลกุลขนาดเล็กที่หอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกาหัวข้อเรื่องทางการ แพทย์ (MeSH)