27 ноября 2012

Выбор оптимальных физических и химических характеристик химических соединений для определения вида биологической активности и эффективности действия (литературный обзор)

Частично эта проблема уже рассмотрена в разделе при анализе возможностей использования квантовохимических расчетов для определения вида биологической активности и эффективности действия ХС. Фактически квантовохимические подходы и вообще теоретические методы на современном уровне позволяют расчетным путем получить почти все основные физические и химические характеристики ХС с известной структурой.

В принципе могут быть рассчитаны характеристики еще не синтезированных соединений, структуры которых существуют только на бумаге, это увеличивает ценность предсказания биологической активности соединений по их физико-химическим характеристикам.

Для того чтобы представить общее состояние проблемы, рассмотрим ряд экспериментальных и обзорных работ начиная с 40—50-х годов — периода широких обобщений в области физико-химической фармакологии.

Одним из первых обобщений всех данных мировой науки этого периода явилась книга выдающегося отечественного фармаколога Н. В. Лазарева «Неэлектролиты. Опыт биолого-физико-химической их систематики» (1944).

Неэлектролиты — вещества, не увеличивающие электропроводность воды при растворении. К ним относится большое число лекарственных препаратов и среди них почти все лекарства, представляющие собой органические соединения (не в форме их солей). В книге Лазарева фактически сформулированы все основные положения современных концепций о роли физических и химических свойств ХС в их биологической активности.

Главное внимание он уделял адхезии веществ: адхезия, по Лазареву, свойство почти эквивалентное гидрофильности.

Основным критерием биологической активности, согласно Лазареву, может служить коэффициент распределения вещества между водой и неводным растворителем, в частности так называемый коэффициент Овертон— Мейера (Ком), представляющий отношение концентраций вещества в оливковом масле и воде. В соответствии с этим коэффициентом Лазарев классифицирует ХС по величине К. Вводятся классы1: А — сильные неэлектролиты, молекулы которых сильно притягиваются молекулами воды, В — слабые неэлектролиты, молекулы которых слабо притягиваются к воде; С — переходные неэлектролиты.

Классы делятся на группы, в которых величина Ком последовательно возрастает на порядок (значения Комданы в скобках):

Класс А: группы 1 (<10-2), 2(10-2/10-1); класс В: группы 3(10-1/100), 4(100/101), 5(101/102); класс С: группы 6(102/103), 7(103/104), 8(104/105), 9(>105). Каждая подгруппа делится на ряды в зависимости от молекулярной массы: 1-й ряд — вещества с молекулярной массой до 100; 2-й ряд — от 101 до 200 и т. д.

В гомологических рядах органических неэлектролитов с увеличением числа атомов углерода происходит переход из низших групп в высшие.

1Эти представления сильно отличаются от тех, которые существуют в настоящее время относительно природы растворимости ХС в различных соединениях (см. например: Полинг Л., По линг П., 1978, с. 264), однако мы оставляем при изложении книги Лазарева принятую им терминологию.


«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,…