Характеристика молекулярного моделирования - Контрольная работа

После распада СССР и государственного экономического кризиса 1998 года химико-фармацевтическая промышленность пришла в упадок. На данный момент объем продаж импортных готовых лекарственных средств составляет 75% по стоимости и 35% по объему. По мнению Российской Ассоциации Фармацевтического Маркетинга для возрождения химико-фармацевтической промышленности требуется следующее: 1) введение новых международных стандартов например GMP; Было предложено решение проблемы при помощи использования новой технологии биоскрининга активных веществ на базе «Исследовательского института химического разнообразия» (г.Химки Московская область).Граф - это абстрактная структура, которая содержит узлы соединенные ребрами. В молекулярных графах узлами соответствуют атомы, а ребра - связям между атомами. Узлы и ребра могут иметь свойства связанные с ними. Графы дают только представление о том, в каком порядке связаны между собой атомы в молекуле. Также необходимо иметь средства для распространения информации о молекулярных графах от компьютера к компьютеру.В разумности модели молекулы используемой для квантово-химических построений согласно которой анализу подлежит система ядер и электронов и ее поведение описывается уравнениями квантовой теории сомнений нет. Для того-чтобы можно было говорить о существовании стабильной молекулы или молекулярного комплекса на потенциальной поверхности основного электронного состояния должен быть минимум энергия которого меньше энергии любой совокупности фрагментов на которые можно разбить молекулу. Наличие минимумов с энергией выше предела диссоциации указывает на возможность образования интермедиатов в системе реагирующих молекул. После аппроксимации фрагментов потенциальных поверхностей в окрестностях точек минимумов можно переходить к рассмотрению движений систем ядер молекулы и прогнозировать или интерпретировать колебательно-вращательные спектры. Эти потенциальные функции, определяющие так называемое силовое поле молекулы содержат некоторые параметры, численное значение которых выбирается оптимальным образом так чтобы получить согласие рассчитанных и экспериментальных характеристик молекулы.Для методов определения биологической активности вводится понятие о дескрипторах и QSAR. Дескрипторы, основанные на квантово-химических расчетах имеют более важное значение для получения информации о химических свойств, но очень длительны по времени. Дескриптор может быть рассчитан из двухмерной и трехмерной модели химической структуры. К таким моделям относятся модели методов QSAR(определяет количественные соотношения между структурой и активностью) и QSPR(определяет количественные соотношения между структурой и свойствами). Модель выполненная по методу QSAR должна быть разработана как «эксперимент» и соответствовать точности реального эксперимента для адекватного прогноза и для получения максимальной пользы от модели.Примером может служить книга Хинклифа «Моделирование молекулярных структур» выпущенная в 2000 году, в котором описаны методы расчетов и моделирования используемые в HYPERCHEM. Зефиров внес вклад в математическую химию в решение проблемы описания органических структур и реакций; проблемы «структура-активность» (QSAR) проблемы поиска структуры отвечающей заданному целевому свойству (QSPR); в компьютерное моделирование и компьютерный синтез. Достижения Зефирова в последние годы кратко можно сформулировать следующим образом: 1) развиты методы математической химии на основе которых было осуществлено молекулярное моделирование строения и функционирования ряда важнейших рецепторов человека и компьютерный дизайн их потенциальных лигандов; получен патент на новый лекарственный препарат для лечения болезни Альцгеймера принципиально отличающийся по принципу действия от всех описанных ранее препаратов; 2) проведенные молекулярно-динамические расчеты лиганд-рецепторных комплексов и свободных форм рецепторов позволили предсказать и объяснить, агонистподобное расположение антагонистов в лиганд-связывающих центрах рецепторов важное функциональное значение димеризации аминоконцевых доменов возможность моделирования процессов закрытия и открытия аминоконцевого домена, а также предположить альтернативное объяснение функциональной роли агонистов заключающееся в изменении конформаций боковых цепей аминокислотных остатков. С помощью метода молекулярного моделирования впервые построены полные пространственные модели серии рецепторов человека, что позволяет решать задачи конструирования и поиска лекарств по типу мишени (рецептора на который данное лекарство действует);Пытаясь объяснить роль ГАМК в нервной системе, встречается одна из центральных проблем - выяснением механизма передачи импульсов в нервной системе. В ткани головного мозга содержатся химические вещества (медиаторы передатчики) которые участвуют в создании контактов между нервными клетками, осуществляют перенос импульса, как в периферической, так и в центральной нервной системе.

Содержание

Введение

1. Методы молекулярного моделирования в основе направленного поиска лекарственных средств

1.1 Создание компьютерной модели молекулы

1.2 Описание модели квантово-химическими расчетами

1.3 Определение биологической активности по модели

2. Применение компьютерного моделирования в современной практике

3. Примеры применения молекулярного моделирования

3.1 Определение механизма взаимодействия медиатора и рецептора с использованием молекулярного моделирования на примере ГАМК

3.2 Определение биологической активности при помощи программы PASS

3.3 Поиск физиологически активных аналогов ССК-4

4. Анализ примеров

Заключение

Список используемых источников