5 марта 2013

Классификация ХС по токсичности на основе квантовохимических расчетов

В рамках задачи теоретического предсказания опасных свойств ХС значительный интерес представляют методы квантовой химии.

Поскольку данное опасное свойство ХС (например, канцерогенность) связано с определенным набором химических реакций, происходящих с ХС в организме, можно полагать, что в пределах ряда родственных соединений степень проявления опасности будет определяться способностью членов ряда вступать в химические реакции определенного типа.

Для сравнения реакционной способности в рядах родственных соединений часто применяется хорошо известный метод, основанный на сравнении квантовохимических индексов реакционной способности молекул ХС — 1 величин, получаемых при помощи квантово-химических расчетов и характеризующих химическую реакционную способность как отдельных положений в молекуле (например, атомов или химических связей), так и молекулы в целом.

К таким величинам относятся заряды на атомах, заселенности на связях, потенциал ионизации и т. д. Если для ХС из данного класса механизм опасного свойства один и тот же, можно ожидать корреляции между проявлением опасности и определенным набором индексов реакционной способности молекул этих ХС.

В том случае, когда для достаточно большого числа ХС из данного класса из эксперимента известна количественная мера опасности, можно пытаться строить корреляционные уравнения, которые затем могут быть использованы для количественного предсказания опасности веществ, не испытывавшихся экспериментально.

Если же эксперимент характеризует опасность только качественно (опасно — неопасно), то могут применяться методы типа распознавания образов.

Они позволяют получить решающее правило, т. е. условия, которым удовлетворяет данный набор индексов реакционной способности для опасных и неопасных ХС. Это правило может затем использоваться для отнесения экспериментально не испытанных ХС к опасным или неопасным.

Полученные таким образом корреляционные уравнения и решающие правила могут быть полезны и при рассмотрении химического механизма проявления данного опасного свойства, поскольку индексы реакционной способности имеют ясный физический смысл и непосредственно характеризуют активность различных положений в молекуле.

Таким образом, если подобные расчеты в целях формирования правил классификации тестируемых ХС проводятся для ХС с известными видами и (или) величиной биологической активности, то параметры электронной структуры и конформации могут быть связаны с видом активности путем выявления фундаментальных закономерностей такой связи, путем составления корреляционных уравнений, путем построения образа данной активности в n-мерном пространстве расчетных параметров структуры. В литературе в основном представлены первые два подхода.

«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,…