26 сентября 2012

Основные цели определения биологической активности химических соединений

Очевидно, способность человека создавать новые химические соединения явно превзошла его возможность проводить оценку биологической активности этих соединений. Эти «ножницы» возникли в конце XIX — начале XX в. и с тех пор стремительно раскрываются.

Из общих соображений следует, что было бы целесообразно для каждого химического соединения знать его биологическую активность. Каковы могут быть цели такого всеобщего определения биологической активности ХС. Ответ мы предоставим в виде перечня целей с краткими пояснениями. Порядок этого перечня не отражает ранга цели, о котором будет сказано далее.

1-я цель:
нахождение ХС, обладающих полезными для человеческого организма свойствами (при введении их в организм).

Ожидается, что нахождение таких ХС поможет решить многие актуальные задачи, стоящие перед человечеством. Среди этих задач можно выделить такие: профилактика и лечение трудноизлечимых или неизлечимых в настоящее время хронических болезней, повышение устойчивости по отношению к острым инфекционным и особенно вирусным заболеваниям и их лечение, оптимизация индивидуального развития (включая исправление наследственных дефектов), расширение физиологических и интеллектуальных возможностей человека, регулирование рождаемости.

2-я цель:
обнаружение вредных для человеческого организма биологических активностей у испытуемых ХС. Решение этой задачи необходимо для осуществления 1-й цели.

Кроме того, следует учитывать, что в человеческий организм попадает большое количество ХС, используемых в пищевой промышленности, в сельском хозяйстве, а также неконтролируемо распространившихся в биосфере из-за несовершенств производственной деятельности человека. Особую опасность представляют такие «скрытые» виды биологической активности ХС, как мутагенная, канцерогенная, эмбриотоксическая, тератогенная.

3-я цель:
нахождение ХС, влияющих на продуктивность и биологическое равновесие естественных и созданных экосистем. Такого рода вещества очень нужны сельскому хозяйству, микробиологической промышленности, лесному и рыбному хозяйству, представляют ценность для сохранения и развития природных биоценозов, оказавшихся на грани гибели.

Они могут иметь большое значение в подавлении и ликвидации эпидемических очагов, опасных как для человека, так и для полезных видов организмов.

4-я цель: нахождение таких биологических активностей у испытуемых ХС, которые могут вызвать неконтролируемое опасное или недостаточно точно прогнозируемое нарушение биологического равновесия природных экосистем.

Решение этой проблемы во многих случаях необходимо при использовании веществ для реализации многих задач, относящихся к 3-й цели. Кроме того, неконтролируемое распространение в биосфере многих ХС делает эту 4-ю цель актуальной.

Таким типом активности может явиться, например, способность ХС резко увеличивать вероятность гибридизации вирусов гриппа или какой-либо другой группы вирусов или микроорганизмов.

5-я цель: нахождение ХС, которые могут быть реактивами для исследовательских работ в биологии и медицине и которые могут привести к созданию принципиально новых методов исследований.

Существующий опыт использования разнообразных ингибиторов биосинтеза или митоза, люминесцентных и парамагнитных зондов, люминесцентных меток для антител и т. п. показывает, что такой подход является одним из наиболее эффективных в биологических и медико-биологических исследованиях последних лет и что сфера его применения продолжает увеличиваться.

6-я цель:
накопление знаний, позволяющих наиболее точно предсказывать все более широкий спектр видов биологической активности по химической структуре вещества для биологических объектов с известными свойствами и особенностями биологических структур на основании их реакции на воздействие ХС (при известной структуре ХС и известном типе биологической активности).


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



Общие соображения Основным языком всей системы является язык ОВБА. Это язык представительных наборов моделей клетки, организма человека и биосферы. При построении модели человека использовано гистогенетическое его представление. В надстройку системы классификации введены дополнительные тест-объекты, более детально представляющие разновидности ткани организма. Эти тест-объекты являются элементами представительной модели организма, поэтому ответы, которые они дают, непременно выражаются на…

Несмотря на общность клеточного строения и основных биохимических процессов в мире живого, реальные цитологические, биохимические и молекулярные развития между представителями различных типов, классов, отрядов, семейств, родов и видов столь значительны, что избирательность действия химических соединений, как правило, очень велика. Существует множество примеров такого избирательного действия: так, молекулы фосфорорганических инсектицидов в организме насекомого превращаются в другое,…

Каковы же принципы создания и совершенствования переводов с языка ОВБА на названные языки? Напомним, что при выборе системы тест-объектов, характеристик и дополнительных методов предсказания биологической активности были использованы принцип представительности набора тест-объектов и характеристик и принцип эпиморфизма. Первый из этих принципов является общеметодологическим и не дает непосредственных возможностей создать тот или иной алгоритм перевода. Он…

Эвристический анализ является мощным способом разработки алгоритма и в отношении «старых» видов биологической активности, и в отношении новых, для которых еще не найдены хорошие вещества, но особенно он ценен, конечно, в отношении именно новых видов активности. Пока нет, например, веществ, обладающих хорошей противовирусной активностью. Можно ожидать ее от веществ, обладающих выраженной тропностью к двухтяжевым РНК,…

Очевидно, что исходная совокупность свойств, которые должны эпиморфно проектироваться среди все усложняющихся объектов, определяется заранее экспериментатором в зависимости от поставленной задачи. По этой совокупности далее и формируются графы моделей. По принципу отбора этих свойств формируемые графы могут быть разделены на три группы. Первая группа основана на эпиморфной проекции общебиологических свойств (рост, деление, дыхание, движение и…