5 декабря 2012

Связывание веществ

Вещества, попадая во внутреннюю внеклеточную среду организма, могут связывать, конечно, не только растворенные газы, но любые другие ионы и молекулы: ионы щелочных и щелочно-земельных металлов, молекулы биологического происхождения (например, холестерин, стероидные гормоны, определенные белки и т. д.).

Спектр видов биологических активностей в этом случае может быть весьма широк — от противосвертывающей или, напротив, свертывающей до специфической антигормональной, иммунодепресантной, антисклеротической и т. д. Во всех случаях предсказание о биологической активности вещества можно делать на основе ясных физико-химических экспериментов, в которых определяется связывающая способность данного вещества.

Очевидно, что обычно эксперименту может предшествовать прогноз активности с помощью расчетных методов на основе структурных данных.

К такого же рода веществам относятся упомянутые ранее криопротекторы, среди которых широко представлены вещества, меняющие структуру воды. Они могут проявлять свою активность, проникая или не проникая в клетку.

Особый случай представляет такое свойство ХС, как способность образовывать комплексы с ионами металлов. В настоящее время широко известна роль ионов таких металлов, как Си, Fe, Zn, Mn, Mg, Mo, Co и других, в работе различных ферментативных систем, в молекулярных и субмолекулярных структурах клетки, выполняющих различные функции (Эйхгорн, 1978). Так, например, наличие цинка существенно для функционирования карбоангидразы, лактатдегидрогеназы, алькогольдегидрогеназы, щелочной фосфатазы, альдолазы, фосполипазы, ДНК- и РНК-полимераз и т. д. (Абдулаев, 1979).

Известны различные патологии, связанные с нарушением хелатного гомеостаза (см., например: Подымов, 1981).

Очевидно, что ХС, способные отнимать ионы металлов у биологических структур, будут приводить к различным хелатным патологиям, нарушая металлолигандный гомеостаз в клетке, ткани, организме.

Поданным В. К. Подымова и др. (1982), анализ структуры около 6600 лекарственных препаратов показывает важность подхода с позиций хелатной фармакологии: свыше половины лекарственных препаратов — лиганды, т. е. они способны к образованию хелатных комплексов с ионами биогенных металлов.

Биологически активные вещества, не проникающие в клетку, но способные влиять (при их попадании во внутреннюю среду) на поверхностные свойства крови и других биожидкостей, на их вязкость. Среди веществ, обладающих такими свойствами, будут соединения, проявляющие антишоковую активность, повышающие устойчивость к отравлениям и т. д. Определение таких видов можно проводить как на безклеточных системах (модельных и типа сыворотки крови), так и на крови.

Биологически активные вещества, действие которых может быть обусловлено их ферментативной или общекаталитической активностью. Попадая во внутреннюю среду организма, такие вещества (ферменты, растворимые в среде, ферменты, иммобилизованные на различных твердых подложках, искусственные катализаторы, в том числе в коллоидной фазе) могут существенно менять свойства внутренней среды и, таким образом, влиять на организм. Важнейшим примером вещества с такой активностью могут служить ферменты, обеспечивающие разрушение тромба. К числу таких ХС могут относиться самые разные ферментные препараты (особенно фиксированные), которые могут усиливать способность организма разрушать определенные классы ксенобиотиков, тем самым повышая устойчивость организма к соответствующим ядам.

В целом для всего этого класса биологически активных веществ характерны широкие возможности предсказания активности путем физико-химических экспериментов и определения соответствующих физических и химических констант — молекулярного веса, влияния на энергию на границе раздела вода — воздух, вода — липид, констант связывания с определенными веществами, каталитической активности и т. д. (см., например: Нижний, Эпштейн, 1977; Нижний и др., 1977).


«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,…