2 марта 2015

Биологическая активность химических соединений с полностью или частично установленной структурой

К настоящему времени за долгую историю поиска и практического использования биологически активных веществ накопились сведения о биологической активности большого числа химических соединений с полностью или частично установленной структурой. Только фармакологическая активность, если судить по различным справочникам и фармакопеям, описана примерно у 10 000 различных веществ.

Для части из них известна также мишень их действия (по крайней мере с точностью до физиологической системы организма или органа); в значительно меньшем объеме известны те биохимические или молекулярно-биологические процессы, на которые действуют эти вещества. Наличие такого априорного по отношению к обсуждаемой системе информационного массива позволяет сформировать методологию определения биологической активности по закономерностям «структура—активность» и дополнить ею экспериментальную систему.

Структура химического соединения может быть представлена в виде структурной химической формулы, в виде электронной структуры, характеризуемой определенным набором квантовохимических индексов и, наконец, в виде трехмерной структуры, описываемой координатами атомов в трехмерном пространстве и связями между ними. Косвенно структура химического соединения может быть охарактеризована ее физико-химическими свойствами.

Структурная химическая формула обычно получается экспериментальным путем, все последующие описания структуры и ее свойств могут быть получены расчетными или полуэмпирическими методами. Биологическая активность тестируемого соединения связывается со структурой или ее свойствами на основе статистических подходов (показатели сходства определенного числа фрагментов тестируемого соединения и соединения с известной биологической активностью; регрессионные уравнения, связывающие структурные характеристики и биологическую активность и т. п.), а также на основе эвристических подходов, предполагающих наличие выявленных научных закономерностей (или гипотез), связывающих структуру и активность.

В совокупности различные способы определения связи «структура—активность» образуют один из важнейших методологических подходов для выявления биологической активности химических соединений, который в большинстве случаев осуществляется на основе применения электронно-вычислительной техники и соответствующего математического обеспечения.

Таким образом, формируется система классификации химических соединений по видам биологической активности, которая технологически включает в себя подсистемы расчетных методов классификации и экспериментальных, использующих определение физико-химических свойств соединений, их реакций с биополимерами, субклеточными структурами, клетками (включая одноклеточные организмы) и тканями, а также их действие на организм животных. Работа такой системы может быть в значительной мере автоматизирована; эксперименты на животных автоматизируются в более ограниченных масштабах.


«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков

Счастливый промокод myТoys — http://luckycoupons.ru/promokod/mytoys/



Специфика биологических испытаний, связанная с неопределенностью многих свойств и закономерностей тест-объекта, иногда интуитивными решениями о его жизнеспособности, потерей информации при переходе между уровнями организации живых систем, особенностями профессиональной подготовки пользователя-биолога, биофизика, биохимика и т. п., приводит к необходимости в качестве ЭВМ третьего уровня использовать преимущественно ЭВМ, обладающие свойствами персонального компьютера. Эта же специфика пользователя обязывает…

Формироваться путем автоматического проектирования могут как независимые системы, выполненные из технических и вычислительных средств, не входящих в состав основной системы, так и зависимые, фактически находящиеся внутри основной системы. В этом последнем случае фактически планируется оптимальный путь прохождения тестируемого вещества в зависимости от целей испытаний. Среди таких локальных целевых систем следует выделить по критериям практической значимости…

Отечественная литература Абдулаев Д. В. Цинк в организме человека и животных. Ташкент: Узбекистан, 1979. 110 с. Абилев С. КАкиныиина Л. Г., Бекбергенова Л. Р. и др. Сравнительное изучение генетической активности химических веществ на индикаторных бактериях с помощью тестов на мутагенез и ДНК— повреждающее действие // Актуальные проблемы оценки фармакологической активности химических соединений: Тез. докл. Всесоюз….

Эпиморфным и достаточным может быть ограниченное (по сравнению с полным алфавитом) количество признаков жизнедеятельности живой клетки, например характеризующее в совокупности определенный нормальный или патологический процесс с его набором основных прямых или обратных связей. Именно многомерность в пределе превращает тест-объект в целом как эпиморфную модель в целевой объект, на который в конечном итоге направлены испытания, и…

Среди биологических тест-объектов автоматизированной системы классификации химических соединений по видам биологической активности представлены: основные биополимеры и надмолекулярные структуры (белки, нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды, мембраны); молекулярно-биологические и биохимические системы (биосинтез, энергетика, метаболизм ксенобиотиков, ряд ключевых ферментативных реакций и др.); субклеточные структуры (митохондрии, ядра, микросомы, содержащие систему многоцелевых моноксидаз и т. д.); одноклеточные организмы (бактерии, дрожжи, простейшие); функционирующие…