Особенно важной представляется способность расчетных методов получать описание конформации ХС, включающее координаты всех атомов, в том числе и водородных, положение которых не дает рентгено-структурный анализ. Хорошее соответствие расчетных и экспериментальных (рентгеноструктурных) данных для конформации молекулы 5α-андростан-Зα, 17β-диола показано на рисунке ниже (Шамовский и др. 1982в).
Совмещенные оптимальные проекции расчетной
и экспериментальной конформации молекулы 5α-андростан-3α, 17 β -диола
Кружками обведены координаты центров неводородных атомов экспериментальной конформации стероида, заметно отличающиеся от расчетных координат соответствующих атомов.
Результаты квантовохимических расчетов широко используются в фармакологии, прежде всего при изучении ХС, чья лекарственная активность заведомо известна; как правило, это широко используемые лекарства. По мнению одного из ведущих специалистов в этой области — Б. Пюльмана, изложенному в статье «От квантовой химии к квантовой биохимии» (Pullman В., 1975), на стыке квантовой химии и фармакологии образовалось новое направление «квантовая фармакология», которое знаменует собой начало нового этапа в квантовой химии.
Это направление представлено многообразной литературой, посвященной квантовохимическим методам в биологии и фармакологии (см. например: Пюльман Б., Пюльман А., 1965; Голованов и др., 1969; Ландау, 1981; Pullman В., 1974; Kaufman, Kerman, 1974; Pullman В., 1975; Kier, 1970, 1976; Kaufman et al., 1978). Материалы по квантовой фармакологии широко представлены в материалах международных симпозиумов (см.: Intern. Journ. of Quantum Chemistry, Proceedings of Intern. Symp. Quantum Biology a Quantum pharmacology, 1974 — 1982; см. также: Международная конференция по квантовой химии, биологии и фармакологии, 1978).
В принципе методами квантовой химии и стереохимии можно решать следующие основные задачи, представляющие интерес при изучении биологически активных веществ — ксенобиотиков, способных воздействовать на организм человека:
- изучение электронной структуры и конформации ХС с известным видом биологической и (или) фармакологической активности для интерпретации их физико-химических свойств, анализа связи этих свойств с активностью данного ХС, получения математических зависимостей типа «структура — активность»;
- исследование потенциальных процессов метаболизма тестируемого ХС;
- изучение взаимодействия с рецептором (включая расчет электронной структуры и конформации рецепторов);
- конструирование структуры новых, еще не существующих ХС с априорно-заданным видом биологической (фармакологической) активности;
- классификацию существующих ХС по видам активности.
Первые три задачи достаточно хорошо разобраны в названной выше литературе, 4-я задача решается в принципе, если существуют ряды соединений, для которых изменение величины соответствующих показателей в ряду коррелирует с изменением величины их активности, или имеются научные данные о роли тех или иных энергетических и структурных показателей в проявлении биологической активности.
Так, например, Кофман удалось предсказать новые нейролептики (Kaufman, 1977). К теме нашей книги наиболее близка 5-я задача.
«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков