19 сентября 2012

Стремительное накопление знаний о молекулярном строении основных компонентов живого

Наконец, по-видимому, можно выделить в качестве начала нового, четвертого этапа промежуток с 1950-х годов до настоящего времени. С начала 50-х годов происходит стремительное накопление знаний о молекулярном строении основных компонент живого.

Разрабатываются методы синтеза белков и нуклеиновых кислот.

Успехи молекулярной биологии и молекулярной генетики, развитие технологий генной, клеточной и биохимической инженерии создали совершенно новую ситуацию в понимании механизма действия биологически активных веществ, в их химическом и биоинженерном синтезе.

Стало возможным создавать не только природные макромолекулы, но и их модифицированные варианты. Знание пространственных структур молекул, включая макромолекулы, открыло принципиально новые возможности для конструирования молекул с наперед заданной структурой и биологической активностью.

Общее развитие биологии и медицины совместно с успехами химии, упомянутых выше новых наук и вычислительной математики, на основе быстродействующих ЭВМ чрезвычайно увеличило эффективность поиска и создания веществ с определенными видами биологической активности на основе научных концепций.

С другой стороны, огромные масштабы химической деятельности человечества, опасность все возрастающего давления потока ксенобиотиков на природу и самого человека ставят вопрос о необходимости полного скрининга веществ, по крайней мере на опасные виды биологической активности. Становится все более очевидным, что решение всего спектра задач, связанных с влиянием химических соединений на живое, будет достигнуто только при создании высокопроизводительных систем, которые расчетными и экспериментальными методами производили бы классификацию всего массива веществ и соединений на основные виды биологической активности.

По-видимому, широчайшее применение методов вычислительной математики для поиска и определения биологической активности веществ создаст столь существенное изменение в возможностях самого мышления, что новый этап явится началом нового большого периода. В этом периоде рациональное мышление принципиально усиливается путем сочетания с быстродействующими ЭВМ.

Эти периоды определенным образом связаны с периодизацией, принятой в истории химии, так как развитие химии (включая алхимию) тесно связано с поиском и созданием биологически активных веществ.

Перейдем теперь к более детальному изложению последовательности смены форм и сущности поиска биологически активных веществ.

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



Существует принципиальная возможность увеличения числа «счастливых» случаев: испытывать все известные химические соединения на все возможные виды фармакологической активности. Это фактически принцип тотального просеивания «все через все». Реализовать его на практике, по существу, очень сложно: классификация этих видов достаточно запутана, количество видов велико. Однако биологические испытания достаточно больших массивов химических соединений на достаточно большое, но ограниченное…

Экономическая эффективность скрининга

Экономическая эффективность скрининга возрастает, если растет число тестируемых активностей, если скрининг становится многоцелевым и, помимо фармакологии, ориентированным и на цели сельского хозяйства, микробиологической промышленности, охраны окружающей среды и т. п. Скрининг в принципе сходен с тем стихийным процессом отбора объектов из растительного и животного мира, который осуществлялся всем человечеством на протяжении тысячелетий. Этот параллелизм наглядно…

При скрининге обнаружение у веществ определенных свойств — по-прежнему случайное событие, но вероятность появления такого события как бы резко возрастает. Если случайно в данном массиве химических соединений оказалось соединение с определенным видом биологической (фармакологической) активности, оно будет обнаружено со степенью вероятности, зависящей от надежности теста, определяющего в системе этот вид активности. Если рассмотреть короткую историю…

Под термином биологически активные вещества мы подразумеваем как индивидуальные вещества с известной биологической активностью, так и их многокомпонентные смеси определенного или неизвестного состава. Поиск согласно принятым трактовкам этого термина предполагает наличие цели и многих возможностей ее достижения, между которыми необходимо сделать выбор оптимального пути. Этот выбор и последующее движение к цели происходит в виде некоторой…

Как нам представляется, основная причина фармакологического взрыва во второй половине и особенно в конце XX в. — развитие и интеграция медицины, биологии, химии, совершенствование методов физико-химического анализа. Немаловажное значение имело создание химико-фармацевтической индустрии с ее большими запросами к науке и возможностью материально обеспечить эти запросы. Сыграло свою роль и увеличение ценности человеческой жизни, растущее вместе…