27 февраля 2015

Система генерации соединений

Тот факт, что к настоящему времени создан большой арсенал лекарств, пестицидов, пищевых добавок и других соединений, свидетельствует о том, что цивилизация имеет практически работающую систему генерации соединений, обладающих в конечном итоге свойствами биорегуляторов. Формировавшаяся вначале стихийно, а потом все более планомерно, эта система внесла большой вклад в развитие человечества.

Однако в существующих формах она явно не отвечает задачам оценки биологической опасности всех используемых на практике химических соединений и выявления новых химических регуляторов живых систем, более эффективных и безопасных, чем существующие, а также обладающих принципиально новыми видами биологической активности.

Существующая система не обеспечивает и задачу создания фундаментальных знаний, в первую очередь в области связи структуры и биологической активности химических соединений.

Отсюда вытекает необходимость создания гораздо более производительной системы, способной с достаточно хорошей вероятностью прогнозировать наличие или отсутствие у каждого соединения большого набора видов биологической активности на организменном и даже популяционно-экологическом уровнях.

Система для классификации химических соединений по видам биологической активности, отвечающая названным требованиям, должна включать два уровня.

Первый — уровень целевого объекта испытаний (человек, сельскохозяйственное животное, растение, биоценоз), на который должно быть направлено действие искомого химического соединения, исходя из целей поиска (например, лекарство, ветеринарное средство, гербицид и т. д.).

Второй — уровень биологического тест-объекта (или совокупности тест-объектов различной сложности), относящегося к более примитивной организации живой материи, чем целевой. Второй уровень используется в том случае, если первый не обеспечивает достаточной производительности, информативности, имеются этические, экономические, правовые ограничения для изучения биологического действия химических соединений. Такое построение позволяет сравнительно дешево производить первичную сортировку больших массивов химических соединений и лишь небольшое число тщательно отобранных соединений испытывать на целевых объектах.

Главная методологическая проблема построения таких систем — создание языка, позволяющего вероятностно описать действие химических соединений на целевой объект на основании данных, получаемых на биологических тест-объектах.


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



Специфика биологических испытаний, связанная с неопределенностью многих свойств и закономерностей тест-объекта, иногда интуитивными решениями о его жизнеспособности, потерей информации при переходе между уровнями организации живых систем, особенностями профессиональной подготовки пользователя-биолога, биофизика, биохимика и т. п., приводит к необходимости в качестве ЭВМ третьего уровня использовать преимущественно ЭВМ, обладающие свойствами персонального компьютера. Эта же специфика пользователя обязывает…

Формироваться путем автоматического проектирования могут как независимые системы, выполненные из технических и вычислительных средств, не входящих в состав основной системы, так и зависимые, фактически находящиеся внутри основной системы. В этом последнем случае фактически планируется оптимальный путь прохождения тестируемого вещества в зависимости от целей испытаний. Среди таких локальных целевых систем следует выделить по критериям практической значимости…

Отечественная литература Абдулаев Д. В. Цинк в организме человека и животных. Ташкент: Узбекистан, 1979. 110 с. Абилев С. КАкиныиина Л. Г., Бекбергенова Л. Р. и др. Сравнительное изучение генетической активности химических веществ на индикаторных бактериях с помощью тестов на мутагенез и ДНК— повреждающее действие // Актуальные проблемы оценки фармакологической активности химических соединений: Тез. докл. Всесоюз….

Среди биологических тест-объектов автоматизированной системы классификации химических соединений по видам биологической активности представлены: основные биополимеры и надмолекулярные структуры (белки, нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды, мембраны); молекулярно-биологические и биохимические системы (биосинтез, энергетика, метаболизм ксенобиотиков, ряд ключевых ферментативных реакций и др.); субклеточные структуры (митохондрии, ядра, микросомы, содержащие систему многоцелевых моноксидаз и т. д.); одноклеточные организмы (бактерии, дрожжи, простейшие); функционирующие…

Способы регистрации взаимодействия химических соединений с тест-объектами преимущественно ориентированы на бесконтактные методы оптического анализа (абсорбция, люминесценция, светорассеяние). При этом во многих случаях предпочтение отдается методам люминесцентного анализа, дающим возможность одновременного слежения за судьбой тестируемого химического соединения и реакцией на него тест-объекта, определяемой по его собственной флуоресценции или свечению разнообразных флуоресцентных зондов. Контактные методы доминируют преимущественно…