Antimikrobiyal direnç, küresel ölçekte halk sağlığını tehdit eden en önemli sorunlardan biri olup, mevcut antibiyotiklerin etkinliğinin giderek azalmasına neden olmaktadır. Bu durum, klasik tek hedefli antimikrobiyal ajanların ötesine geçen, daha rasyonel ve çok boyutlu tasarım stratejilerinin geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Heterosiklik bileşikler; yapısal çeşitlilikleri, elektronik özellikleri ve biyolojik hedeflerle güçlü etkileşim kurabilme kapasiteleri nedeniyle modern antimikrobiyal ilaç tasarımında “ayrıcalıklı iskeletler” olarak öne çıkmaktadır. Bu kitap bölümü, heterosiklik bileşik temelli yeni nesil antimikrobiyal ajan tasarımına ilişkin güncel yaklaşımları kapsamlı bir biçimde ele almakta; sentez, moleküler tasarım, mekanizma, hesaplamalı yöntemler ve biyolojik değerlendirme boyutlarını bütüncül bir perspektifle tartışmaktadır.

Bölüm kapsamında; benzimidazol, triazol, oksadiazol ve azol türevleri başta olmak üzere heterosiklik sistemlerin antimikrobiyal tasarımdaki stratejik rolleri incelenmiş, hibrit farmakofor yaklaşımlarının çok hedefli etki potansiyeli ve direnç gelişimini baskılama avantajları değerlendirilmiştir. Bununla birlikte, docking–deneysel sonuç uyuşmazlıkları, hedef özgüllüğü problemleri, biyofilm formasyonuna karşı sınırlı etkinlik, ADME/Toksisite uyumsuzlukları ve ölçek büyütmeye ilişkin zorluklar literatür destekli olarak ayrıntılı biçimde analiz edilmiştir. Ayrıca, moleküler dinamik simülasyonların sınırlılıkları ve mevcut hesaplamalı modellerin klinik gerçekliği yansıtma konusundaki yetersizlikleri ele alınmıştır.

Son olarak, yapay zekâ ve derin öğrenme destekli molekül keşfi, mekanizmaya dayalı hibrit molekül tasarımı ve teorik–deneysel verilerin entegre edildiği yeni nesil tasarım döngülerinin, gelecekte heterosiklik antimikrobiyal ajan geliştirme süreçlerini nasıl dönüştürebileceği tartışılmıştır. Bu bölüm, heterosiklik bileşikler üzerinden yürütülecek disiplinler arası çalışmalar için hem mevcut açık problemleri ortaya koymayı hem de geleceğe yönelik bilimsel yol haritaları sunmayı amaçlamaktadır.