医薬品が生体に取り込まれて，標的生体分子と相互作用する際に不可欠な構造をファーマコフオアという．すなわち生体分子との相互認識に必要な部分であり，薬理活性を示すのに必須な部分である．また，それらの三次元的な構造も重要であり，受容体と相互作用するためには空間の適切な位置に配置される必要がある.
IUPAC (国際純正・応用化学連合）の定義では，「特定の生物学的標的構造（標的生体分子）と超分子的な相互作用をして生物応答を引き起こす（または阻害する）ために必要な立体的または電子的特徴の組み合わせである」となっている．また，「ファーマコフオアは特定の分子や官能基を指すものではなく，全く抽象的な概念である」とも書かれている．つまり，特定の構造などを指すのではなく，相互作用に重要な役割を果たすものであれば，ファーマコフォアということになる．
医薬品の構造のなかで，ファーマコフォア以外の構造も，医薬品の性質に対して大きな影響を与える．たとえば，体内動態や代謝，吸収性の向上や持続時間の延長，副作用の軽減など，薬効に対して大きな影響を与えることも多い．
ファーマコフォアは，創薬研究において重要であり，ファーマコフォアを理解することは新薬創出に不可欠である．ファーマコフォアを特定できれば，それをもとにした構造展開やコンピューターを使ったドッキングスタディにより，候補化合物を創製することができる．また，従来の医薬品との構造の比較や，薬物一薬物相互作用の予測などにも用いることができる．
モルヒネは強力な鎮痛効果をもつオピオイドであり，オピオイド受容体に結合して効果を発揮する．一方，内因性オピオイドであるエンケファリンもオピオイド受容体に結合して鎮痛作用を示す．
モルヒネとエンケファリンがオピオイド受容体に結合している模式図を図2-1に示した．これら２つの化合物の構造は違うが，オピオイド受容体と，1）イオン結合，2）疎水性相互作用，水素結合できる共通構造をもっており，かつそれらが適切な位置に配置されている．
オピオイド受容体に特異的に結合するためには，図2-2のような構造が必要だということがわかる．つまりこれがオピオイドのファーマコフォアということになる．
アゴニストは作動薬ともいい，受容体と結合して，内因性リガンドと同等の生理学的応答を引き起こす外因性のリガンドである．一方，アンタゴニストとは遮断薬または拮抗薬ともいい，受容体と結合するが，対応する生理学的応答を引き起こさず，内因性リガンドやアゴニストの作用を阻害する外因性のリガンドである．
アゴニストの構造の特徴として，内因性リガンドと類似していることが多い．これは内因性リガンドの構造をもとに医薬品開発が行われてきたこともあるが，アゴニストは内因性リガンドが結合する部位と同じ場所に結合するため，内因性リガンドのファーマコフォアを含んでおり，構造の類似性も高くなるからである（図2-4
A）.アゴニストには完全アゴニスト（フルアゴニストまたは単にアゴニストともいう），部分アゴニスト（パーシャルアゴニスト），逆アゴニスト（インバースアゴニスト）があり，完全アゴニストと部分アゴニストは受容体に結合して活性を示すのに対し（度合いは異なる），逆アゴニストは完全に活性を抑えてしまう（作用としてはアンタゴニストに分類される）．また，逆アゴニストは内因性リガンドとの構造の類似性はみられない。
アンタゴニストの構造の特徴として，内因性リガンドと類似するものとしないものがあるが，類似しないもののほうが多い．アンタゴニストには競合的アンタゴニスト，非競合的アンタゴニストがある．競合的アンタゴニストは内因性リガンドと同じ部位に競合的に結合して内因性アゴニストの結合を阻害する．そのため，内因性リガンドの濃度を上げると活性は回復する．競合的アンタゴニストは内因性リガンドと一部構造類似性がみられるが，結合しても活性を示さないことから，構造が大きく異なる部分を含んでいることが多い（図2-4
B）.非競合的アンタゴニストには，内因性リガンドの結合部位に不可逆的に結合するものと，アロステリック部位（内因性リガンドの結合部位と異なる部位）に結合する２種類があり，アゴニストの濃度を上げても活性が変化しないことから非競合的とよばれる．アロステリックアンタゴニストは内因性リガンドの結合部位とは異なる部位に結合するため，内因性リガンドとの構造類似性はみられないことが多い。
以下にアゴニストおよびアンタゴニストと受容体との結合様式の模式図を示す．通常，受容体は活性型コンホメーションと不活性型コンホメーションの平衡状態で存在し，内因性の活性がみられる（図2-3).そこにアゴニスト（または内囚性リガンド）が結合すると活性型コンホメーションに平衡が偏り，活性が増強される（［a
2-4 A］.一方，競合的アンタゴニストが結合すると，アゴニスト結合部位をブロックしてアゴニストが結合できなくなり，拮抗作用を示す。アロステリックアンタゴニストが結合すると，アゴニスト結合部位の構造が変化し，アゴニストが結合できなくなり，拮抗作用を示す（図2-4
C）.逆アゴニストが結合すると，アゴニストが存在しても受容体の構造が不活性型コンホメーションのみになり，もともとあった内因性の活性も消失する．
また図2-4の模式図からわかるように，競合的アンタゴニストはアゴニスト結合部位に結合する部分があるので，構造の類似性がみられる場合があるが，アロステリックアンタゴニストや逆アゴニストはアゴニスト結合部位には結合しないので，構造の類似性はみられないことが多い。
医薬品のなかにはプロドラッグとよばれるものがある．プロドラッグは，吸収性や体内分布の
改善など，医薬品の性質の改善を目的として，元の活性化合物に化学修飾を施したものである．
プロドラッグは体内で酵素や化学反応によって元の活性化合物（親化合物）に変換されて作用す
る．プロドラッグ化の目的は多岐にわたり，プロドラッグ化のための化学修飾法も様々である.
【プロドラッグ化の目的】
・吸収性や体内分布の改善 ・水溶性や安定性の向上
・毒性や副作用の軽減 ・作用の持続化
・標的組織での活性化 ・矯昧，矯臭（薬の不快な味や臭いを消すこと）
（I）吸収性の改善
薬物の吸収は主として小腸で行われ，一定の脂溶性をもつ化合物のみが吸収される．そのため，極性の高い化合物は吸収性が低い．これを改善するために，脂溶性を高めるプロドラッグ化か行われる．
例）カルボキシ基（-Ｃ００Ｈ）→
ヒドロキシ基（-ＯＨ）
アミノ基（-ＮＨ２）
→
エステル化（-Ｃ００Ｒ）
エステル化（-ＯＣＯＲ）
→ アミド化（-ＮＨＣＯＲ）
これらは生体内のエステラーゼなどの酵素によって活性体が復元される．
（2）標的組織での活性化
薬物のなかには目的の組織まで到達できず，効果を発揮できない場合や，目的の組織以外で作川を発揮して副作用となる場合がある．そこで，標的組織のみで活性化させるためにプロドラッグ化か行われる．この場合，標的組織に選択的，もしくは高発現している酵素を利用し，それによって分解されることで活性本体を発現させる．
アシクロビルはウイルスのチミジンキナーゼによって，リン酸化されて三リン酸体となりＤＮＡ合成を阻害するが，ヒトのチミジンキナーゼではリン酸化されないので，ウイルス選択的に効果を発揮する。
ドキシフルリジンからフルオロウラシルに変換するピリミジンヌクレオシドホスホリラーゼが，がん細胞で活性が高いことを利用して，がん細胞選択的に効果を発揮する。
5−アミノサリチル酸は経口投与しても，小腸でほとんど吸収されて目的の大腸に到達しないサラソスルファピリジンは大腸の腸内細菌のアソレダクターゼで5−アミノサリチル酸へと変換され，効果を発揮する。
（3）消化管副作用の軽減
消化管での副作用を軽減するためにプロドラッグ化を行う場合がある．この場合，プロドラッグ化により活性がない，または活性が弱い化合物へと変換し，消化管で活性を示さないようにされている．消化管を通過後，肝や標的部位で活性体へと変換され，効果を発揮する。
標的となる生体分子の多くはタンパク質でできており，タンパク質は光学活性なアミノ酸が構成成分である．そのため，タンパク質（生体分子）は光学活性体となり，医薬品に不斉点（光学活性な炭素）があれば，そのji!体とＳ体を識別して，結合力に差が出る場合がある．図2-10に単純化した図を示した.j冫体では３つの置換基A,
B, Cが受容体の結合部位であるA＼ B', C'と利互作用できる空間配置になっている．しかしＳ体では置換基ＡとＣは受容体の結合部位と相互作用できるものの，置換基Ｂは相互作用できずj?体と比べて結合力が低下する．またji!体とＳ体の違いで結合する標的生体分子が変わり，全く別の作用を示すこともある.
1957年，安全性の高い睡眠薬としてサリドマイド（図2-11)が発売されたが，後に催奇形性があることが判明した．その原因として，サリドマイドは刄体とＳ体の混合物（ラセミ体）であり，そのうちＳ体が催奇形性を示すためだという報告がなされた．この報告を受け,
1992年，ＦＤＡ（米国食品医薬品局）は「ラセミックスイッチ（キラルスイッチ）の指針」を出した．それは「キラルな構造をもつ医薬品は鏡像的に純粋にして市販すること．もしラセミ体で市販するならば不要のエナンチオマーが無害であることを証明すること」という内容である．
その後，サリドマイドは生体内で比較的速やかにラセミ化することが判明し，j?体のみを投与しても五!体とＳ体の混合物になることが報告されている。
現在ではラセミ体で市販されていた医薬品で，71!体とＳ体で活性の違いが大きかったり活性の弱いほうに副作用がみられる場合は一方を分離して光学活性体として市販されているものもある（図2-12).これを「ラセミックスイッチ」という．ちなみに，光学活性体で市販されている医薬品の名前に「レボ」や「エス（エソ）」が付いているのは，「レボ」がギリシヤ語で左を意味し，化合物の溶液の旋光度が左旋性を示すことに由来する（右だと「デキストロ」）．また「エス（エソ）」はＳ（エス）体に由来する．
医薬品の分子設計において，構造の一部を別の構造に置き換えることができることを「生物学的等価性」という．また，このように置き換えができる構造（原子や原子団）を「生物学的等価体（バイオアイソスター）」という．
生物学的等価体に置き換えることで，1）薬理作用の増強，2）薬効の持続性の向上，副作用の軽減，などが期待でき，新しい医薬品候補化合物をつくり出すうえで非常に重要となる．
生物学的等価性は，化学的等価性の考え方がもとになっている．化学的等価性とは，化学的な性質が同じであることを意味する．ただし，すべての化学的性質が同じではなく，少なくとも１つの化学的性質が同じであればよい．つまりどの性質に着目するかで，等価体も変わってくる．
以下に代表的な化学的等価体をあげるが，先に述べたように，１つの化学的性質に着目している．生物学的等価体は化学的等価体に基づくので，これらは生物学的等価体でもある．
（1）周期表の同じ列に属する原子
−F ＝ - CI ＝ -
Br ＝ −I
−Ｏ− ＝ −S−
最外殻の電子配置に着目した化学的等価体
周期表の同じ列に属する原子は，最外殻の電子配置（電子数）が同じという点で化学的等価体である．たとえば，ハロゲンは最外殻の電子数がいずれも７個であり，０とＳはともに最外殻の電子数が６個であるため，置き換え可能だと考えることができる．図2-13にハロゲンの置換例を示した．この場合，CIをＢrに置き換えても同じ抗精神病作用をもつ医薬品となる．もちろん原二Fの大きさなどは異なるが，この場合は電子数の等価性のみを考えている．
（2）電子効果が同じ置換基
−Ｘ（ハロゲン）＝ -
no2 ＝ - CN ＝ - cf3
電子効果に着目した化学的等価体にの場合は電子求引性）
電子求引性や電子供与性などの電子効果も１つの化学的性質であり，結合した部位に与える影響が同じであるため，化学的等価体としてみなすことができる．図2-14に示した例では電子求引性であるニトロ基と塩素（ハロゲン）原子を置き換えている．
（3）芳香族性
芳香族化合物はすべて芳香族性を示す点で化学的等価体であり，環のサイズ（5貝環や６員環など）や窒素原子や硫黄原子などのヘテロ原子の有無に関係なく，置き換えが可能である．
(4) 官能基等価体
官能基等価体とは，ある官能基と同等とみなせるものである．ただし同等とみなす基準は様々であり，電子的な性質，酸性度，構造の類似性など，着目する点によってどのような官能基が等価体になるかは変わってくる．たとえばカルボニル基の場合，スルホキシドが等価体であるが，これは炭素が硫黄に置き換わったものであり，構造の類似性と電子的な類似性が等価体の理由である．また，カルボン酸の等価体では，スルホン酸やヒドロキサム酸はわかりやすいが，テトラゾールの場合，一見するとわかりにくい．これはテトラゾールのＮＨの酸性度がカルボン酸と類似しているのが等価体の理由であり，医薬品ではよくみられる等価体置換の例である。テトラソールはカルボン酸よりも脂溶性が高いため，テトラゾールに置換することで吸収性などが変化することが知られている．一方，アミド等価体で逆アミドやチオアミドは構造と電子的な類似性があることがわかるが，二重結合はわかりにくい．これはアミド結合が二重結合性を有しているためである．
フッ素原子は水素原子の生物学的等価体である．これはフッ素原子が水素原子の次に小さく，生体がほぼ同じ大きさと認識するためである．フッ素は特有の性質を有しており，医薬品に導入されると様々な効果を発揮する．実際，医薬品の約20〜30％にフッ素が含まれている。フッ素原子特有の性質として.
(1) C-F結合がC-Ｈ結合より強い(block効果),
(2)脂溶性が高い（疎水性増強効果). (3)電気陰性度の高さ（極性効果）があげられる．これらの性質によって医薬品に様々な効果を付与する．
(l) block効果
C-F結合はC-Ｈ結合に比べて結合力が強いので切れにくく，代謝部位に導入することで代謝拮抗性を上げることができる．
（2）疎水性増強効果
フッ素は脂溶性が高く，医薬品の生体内利用率（バイオアベイラビリティー）を向上させたりすることができる．
（3）極性効果
フッ素は電気陰性度が高いので，電子求引性が強く，導入することで化合物の物性が大きく変化することがある．ただし，極性効果は様々な影響を与えるため，極性効果によるものかどうかがわかりにくい．
医薬品には，「一般名」，「化学名」，「商品名」の３つの名称が付けられている．一般名は化学名をもとに付けられることが多く，化学名は構造式ベースになっている．商品名は開発した各社が独自に付けた名称である．各名称は，医薬品の製造販売承認申請資料や添付文書に記載されている．これら３つの名称は，独立して付けられることが多く，異なる医薬品間で一般名と化学名（構造名）が似ている場合があり，混乱を招く場合もあるので注意が必要である（例：アムロジピン（一般名）とベンゾジアゼピン（ジアゼパムの骨格名）など）.
ＷＨＯ（世界保健機関）が定めた国際基準に準拠して付けられた各国共通の名称である．一般名は化学名をもとに付けられることが多い．また，一般名には共通の語幹が用いられることがあり，この共通の語幹を「ステム」という．ステムには特徴的な名前が付けられており，ステムを用いることで，名前から薬理作用や構造式が類似していることが推測できる点で有用である．
有効成分の化学構造式をもとに付けられた名称で.
IUPAC (国際純正・応用化学連合）の命名法に従っている．また，共通の骨格名や構造名が一連の医薬品の名称になる場合もある（例：ベンゾジアゼピン系，SU（スルホニルウレア）薬など）．
商品名は，医薬品を開発した会社が独自に命名する名称で，商標として登録され，他社は無断で使用することができない．特に規則などは設けられていないため，自由な名称が付けられるが，違う効能をもつ医薬品に対して，よく似た名称が付けられることがあり，それがもとで薬の取り違え事件が起こって患者が死亡した例もある（商品名：アルマールとアマリール）。