17 октября 2012

Сборный прототип автоматизированной системы классификации химических соединений по видам биологической активности (выборочные данные) (часть 3)

Индекс и наименование подсистемы Технологическая операция Прототип подсистемы или отдельных ее элементов
Краткое описание прототипа
1 2 3
Б. Классификация ХС на основе теоретических моделей «структура—активность» (теоретическая или полуэмпирическая классификация) Расчеты «структура—активность» на основе модели линейных соотношений между свободной энергией тестируемого процесса и физико-химическими характеристиками, определяемыми теоретически и (или) экспериментально (модель Ханча) Рассмотрена модель Ханча: A1 = — Ψ1 ln2Pi + Ψ2 ln2Pi + Ψ3, где A1 — величина, обратная молярной концентрации, вызывающей учитываемый эффект; Pi — коэффициент распределения Н-октанол—вода, Ψ1— Ψ3— эмпирические коэффициенты, зависящие от электронной структуры и стерических особенностей. Эффективность этой модели продемонстрирована при исследовании цитостатических свойств производных нитрозомочевины, канцерогенной активности полициклических, ароматических углеводородов, бактерицидной и противовоспалительной активностей и др. (Dunn, 1973)
Б. Классификация ХС на основе теоретических моделей «структура—активность» (теоретическая или полуэмпирическая классификация) Расчеты структура—активность на основе модели аддитивности биологических активностей заместителей и «ядра» молекулы ХС (сравнительный анализ с моделью Ханча) Сопоставлены три модели, используемые при изучении количественных соотношений структура активность: Ханча, Фри—Вильсона и Бочека—Копеци; модель Ханча, основанная на принципе линейной зависимости свободных энергий и использовании метода множественной линейной регрессии, пригодна для описания как линейной, так и нелинейной зависимости биологической активности от физико-химических параметров. Модели Фри—Вильсона и Бочека—Копеци основаны на предположении об аддитивности вкладов заместителей в биологическую активность (Бочек—Копеци учитывает возможное взаимодействие между заместителями). Модель Бочека—Копеци не получила широкого распространения из-за необходимости вводить большое число параметров. Рассмотрены модифицированные методы Фри—Вильсона. В них в качестве биологического параметра вместо самого значения биологической активности предложено использовать log (1/C) = Σa i,р + μ, где a i,р — вклад i-того заместителя в положении р, μ — значение log (1/C) для незамещенного соединения. В модификации Фуджиты—Бена a i,р определяют методом наименьших квадратов. В модификации Каммарата—Яу значения a i,р находят аналогично, а для μ используют наблюдаемое значение log (1 /С) для незамещеного соединения. Можно комбинировать эти методы. Модель Фуджиты—Бена оптимальна при оценке вкладов заместителей в биологическую активность (Kubinyi, Kehrhahn, 1976a,b)
Б. Классификация ХС на основе теоретических моделей «структура—активность» (теоретическая или полуэмпирическая классификация) Расчеты структура—активность на основе комбинированного использования моделей Ханча и Фри—Вильсона На основании установленного ранее факта эквивалентности непараболической формы уравнения Ханча и модифицированного метода Фри—Вильсона путем комбинации параболической модели Ханча с модифицированным методом Фри—Вильсона получены три типа комбинированных уравнений, позволяющих, в частности, применять метод Фри-Вильсона в тех случаях, когда не соблюдается аддитивность вкладов заместителей. В целом метод дает возможность проверить качество подбора уравнения Ханча; найти статистически значимое уравнение типа Ханча; обнаружить параболическую зависимость log(l/C) от липофильности в рамках метода Фри—Вильсона; описать соотношение структура—активность для соединения с большими структурными изменениями в одном положении и малыми изменениями в другом положении молекулы с наименьшим числом возможных заместителей, определять соотношения структура—активность для случая сильной коллинеарности структурных параметров (Kubinyi, 1976)

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



Все тестируемые ХС проходят регистрацию и определение степени новизны, а также прогностическое установление типа потенциальной биологической (фармакологической) активности расчетными методами структурно-информационного анализа. На этом основании для веществ с невысокими значениями Q, L и М определяется та выборка тестов, через которую они должны пройти. В ряде случаев эта выборка определяется по формализованным правилам, в большинстве случаев…

В итоговом документе («Биологический паспорт»), который формируется по итогам классификации данного ХС в автоматизированной системе, излагаются цели испытаний, а также следующие сведения о тестированном ХС: исходная информация о ХС (структурная и брутто-формула, физико-химические характеристики, организация-производитель, исходное назначение); номер регистрации; степень подлинности (соответствие структур, чистота); результаты испытаний с использованием расчетных методов; оценка биологической активности и токсичных…

Можно представить схему, изображенную на рисунке ниже, в более сжатой конспективной форме, развернув все события вдоль оси времени. Смотрите рисунок — Генеральная конфигурация системы классификации ХС Такая линейная развертка событий представлена на рисунке ниже, а комментарий к ней содержится в таблице, которую можно рассматривать как расширенную подпись к этому рисунку. Смотрите рисунок — Последовательность основных…

Вся работа системы проводится в интерактивном режиме: специфика работы с биологическим тест-объектом такова, что весьма высока вероятность его отклонения от стандарта в процессе подготовки эксперимента, резкого изменения его состояния или даже гибели в процессе эксперимента и т. д. Возможны ситуации, когда результаты тестирования ХС по одной методике могут привести к изменению всего порядка последующих испытаний…

Карта информационной биотехнологии и технических средств (часть 6)

Блок 9. классификация ХС по ихспособности сенсибилизировать биологические объекты к действию Функциональное назначение Определить изменение чувствительности биологических объектов при действии на них ХС по отношению к стандартному физическому фактору (нагревание, световое облучение и другие факторы в зависимости от задачи). Знание таких характеристик позволяет: 1) прогнозировать результат комбинированного действия ХС и физфактора; 2) выявить действие ХС,…