Биологическое конструирование

Таким образом, техника культуры клеток растений сформировала методы, используя которые, оказывается возможным получить своеобразный тип разборки клетки. На базе его может быть осуществлено конструирование клеток с новыми свойствами. Этот метод биологического конструирования на уровне клетки может оказаться очень полезным и перспективным для создания клеток, клеточных систем и целых растений, адекватных хозяйственным потребностям человека. [c.51]

Любой технологический объект имеет целевую направленность на реализацию некоторого технологического процесса наличие более или менее обширной инфраструктуры, т.е. совокупности систем производственных коммуникаций и систем обеспечения нормальных условий работы обслуживающего персонала, связь между объектом и окружающей средой. Конструирование технологических объектов должно быть основано на результатах технологического проектирования. Взаимозависимость конструирования и технологического проектирования особенно проявляется при функциональном проектировании биотехнологических объектов. В этих объектах связь между составными частями, например между отдельными машинами и аппаратами и другим технологическим оборудованием, между этими объектами и окружающей средой, в значительной мере определяется характером биологических, физических, физикохимических и химических процессов, которые протекают в технологическом оборудовании. [c.38]

Бурное развитие химии высокополимеров требует изучения их поверхностных свойств. Кривые я — А для многих полимеров дают горизонтальные участки, отражающие двумерные фазовые переходы. Современные статистические расчеты основываются на решеточной модели, в которой отдельные полярные звенья цепи — центры адсорбции образуют простую (например, кубическую) решетку на поверхности с провисающими в раствор петлями. Это направление развивается в последние годы в связи с фундаментальной проблемой конструирования моделей биологических мембран. [c.112]

РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОЛЕКУЛЯРНОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ МОДЕЛЕЙ СВЯЗИ СТРУКТУРА - СВОЙСТВО И СТРУКТУРА - БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО СИНТЕЗА ВЕЩЕСТВ С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ [c.42]

Одной из важных задач современной науки является разработка новых подходов и методов компьютерного конструирования молекулярных структур органических соединений на основе предварительного анализа связи между их структурой и свойствами / биологической активностью, что открывает путь к направленному синтезу веществ с заданными характеристиками. Синтез больших серий соединений и в особенности их массовые испытания для поиска веществ с желательными физическими и химическими свойствами или биологической активностью, как правило, занимают очень большое время и требуют весьма высоких материальных затрат. В связи с этим огромное значение приобретает разработка подходов, которые позволили бы повысить эффективность такого поиска и сделать его целенаправленным. Для этого необходимы надежные средства прогнозирования свойств соединений, а также автоматизированною конструирования серий сфуктур с оптимальными характеристиками. [c.42]

КОНСТРУИРОВАНИЕ ЛИПОСОМНЫХ ФОРМ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КАК ОСНОВА ДЛЯ СОЗДАНИЯ НОВЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ [c.181]

Сформулированы принципы алгоритма направленного автоматизированного конструирования структур органических соединений с оптимальным набором свойств на основе предварительно построенных моделей связи структура-свойство и структура-биологическая активность . [c.37]

Как показывают расчеты, эта мощ ность составляет доли процента мощности пучка и в энергетическом балансе печи может не учитываться. Однако биологическое воздействие возникающего рентгеновского излучения представляет опасность для персонала. Поэтому во избежание вредных последствий для персонала при конструировании электронных плавильных печей с ускоряющим напряжением до 35—40 кв должны соблюдаться следующие условия [c.236]

Многие биологические макромолекулы типа белков или нуклеиновых кислот состоят из такого огромного количества атомов, что сборка их модели из отдельных шариков и трудоемка, и дорога. В таких случаях прибегают к макетам из картона (металла или пластмассы). Например, для изображения планарной пептидной единицы можно сделать макет (рис. П-1), исходя из размеров, приведенных на рис. 2-3 (т. 1, стр. 88). Довольно сложно рассчитать угол, под которым следует делать сгибы для воспроизведения углов Фиф (см. рис. 2-4 и табл. 2-3). (Гораздо легче решить эту задачу непосредственно путем геометрического конструирования, используя кусочки картона.) Таким способом можно создать очень красивые спиральные структуры (некоторые примеры приводит Карлсон [1]). При необходимости к а-углерод-ным атомам можно приклеить пенопластовые боковые цепи. При этом можно расположить спиральную модель на поверхности картонного цилиндра и украсить пенопластовыми боковыми цепочками. [c.376]

С разработкой быстрых и недорогих методов химического синтеза фрагментов ДНК методология молекулярно-биологических исследований ДНК существенно изменилась. Химически синтезированные олигонуклеотиды можно использовать для конструирования целых генов или их фрагментов, для амплификации специфических фрагментов ДНК, для направленных мутаций изолированных ДНК, а также в качестве зондов при гибридизации и в качестве линкеров, облегчающих клонирование. [c.47]

Отдельные типы природных ингибиторов ферментов, их биологически активные молекулярные фрагменты и модифицированные синтетические аналоги привлекают большое внимание исследователей как перспективные источники для конструирования лекарственных диагностических препаратов нового поколения [127-133]. [c.234]

Уже упоминалось, что в некоторых случаях компоненты образца разлагаются в системе ввода. Разложение может происходить не только при контакте с разогретым металлом испарителя, но также из-за вторичных эффектов. Последние связаны с наличием на внутренней поверхности инжекционного блока перегретых участков либо с каталитическим действием твердых обуглившихся частиц, отложившихся на стенках испарителя. Твердые частицы могут аккумулироваться в зоне испарения в результате разных причин. Природные образцы часто содержат во взвешенном состоянии следы нелетучих веществ или высококипящие примеси, не испаряющиеся при температуре испарителя. В некоторых методиках анализа предусмотрено испарение лишь части введенной жидкой пробы, как, например, при определении содержания растворенных газов в биологических жидкостях. Наконец, при прокалывании иглой шприца мембрана выкрашивается, и кусочки силиконовой резины также собираются в горячей зоне испарителя. Все это указывает на то, что при конструировании систем ввода необходимо предусмотреть возможность их периодической чистки. Эта операция облегчается при использовании в стальных испарителях стеклянного вкладыша, который также исключает контакт испаряющегося образца с разогретой поверхностью металла. [c.138]

При расчете и конструировании биореакторов необходимо учитывать время протекания различных биологических процессов у представителей различных групп организмов (рис 89) [c.298]

В первой главе разбираются проблемы получения клеточных культур, их отличия от исходных тканевых клеток целого растения и различия при разных способах культивирования. Вторая глава посвящена протопластам растительных клеток, их выделению и культивированию. Изолированные протопласты являются удобным объектом для биологического конструирования. Гибридизация и цибридизация соматических клеток на основе слияния изолированных протопластов, введение органелл и бактериальных клеток, хромосом и чужой ДНК — основа технологии полученная генетически измененных клеток и растений. [c.5]

РОТОПЛАСТЫ РАСТИТЕЛЬНЫХ КЛЕТОК КАК ОБЪЕКТ БИОЛОГИЧЕСКОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ [c.30]

При конструировании биомоделей также важны и должны учитываться другие факторы наряду с эффектами сближения. Например, в 1950 г. на Первом симпозиуме по химико-биологической корреляции Фридман предложил концепцию биоизостериче-ских групп [1]. В наиболее широком понимании этим термином обозначают химические группы, обладающие близкими размерами и формой и вследствие этого способные конкурировать за одну и ту же биологическую мишень. Эта концепция имеет важное значение для молекулярной фармакологии, особенно для поисков новых лекарственных препаратов методом вариации или молекулярной модификации [2]. [c.20]

По реакциям алкилирования аминокислот можно сделать некоторые выводы. Во-нервых, хотя конечный продукт один и тот же, методология его синтеза химическим путем и в живом организме существенно различны. Тем не менее они подчиняются одним и тем же физическим законам термодинамическим законам, законам сохранения вещества и энергии и др. Во-вторых, ирименение химических методов при конструировании соединений, пригодных для биологических систем, составляет основу подхода ири разработке биохимических тестов (т. е. моделей, которые биологи могли бы использовать ири изучении процессов жизнедеятельности), а также нри поиске соединений, обладающих фармакологическим действием (т. е, таких, которые эффективно действуют, направляя патологические химические процессы в нормальное русло). Для достижения этих целей оказались полезными не только реакции алкилирования, но и другие реакции. Наиример, сульфонилироваиие концевой аминогруииы [c.51]

Несмотря на значительный прогресс фундаментальной и прикладной науки в создании новых лекарственных препаратов и технологий их производства, в медицине остаются актуальные и нерешенные проблемы направленной доставки лекарства непосредственно в патологический очаг организма больного токсичности и побочного действия, продолжительности действия и устойчивости препарата в физиологических условиях. Установлено, что лекарственные препараты, применяемые в обычных формах, ограниченно и медленно преодолевают барьер клеточных биологических мембран многие препараты, после введения, довольно быстро подвергаются деструкции под воздействием различных защитных систем организма, что сводит к минимуму необходимый терапевтический эффект. Эти факторы нередко затрудняют или делают невозможным медицинское применение ряда высокоактивных соединений и препаратов на их основе. В настоящее время при поиске природных и синтетических органических веществ со специфической биологической активностью, необходимой для конструирования новых лекарственных средств, все большое внимание исследователей привлекают подходы, основанные на придании препаратам способности к биоспецифическому направленному транспорту через клеточные мембраны и концентрированию в клетках-мишенях. Один из таких подходов основан на использовании липидных везикул нанодиапазона, получивших название липосомы, в качестве средства для направленной внутриклеточной транспортировки лекарственных субстанций при этом существенно понижается токсичность препарата (в сравнении со степенью токсичности препарата в обычной форме). [c.10]

Создана новая общая концепция использования реакции амидоалки-лирования как > ниверсального метода для конструирования и селективных трансформаций различных гетероциклических соединений с двумя атомами азота, в том числе функционально замещенных имидазолов, пиримидинов, 1,3-тиазинов, пиразолов и многих других. Разработанные методы значительно дополняют известные литературные способы синтеза соответствующих гетероциклов. В некоторых случаях становится возможным получать ранее недоступные типы гетероциклических соединений. В развитие данного направления предполагается осуществить синтезы ряда известных биологически активных препаратов, а также соединений с потенциальной биологической активностью. [c.102]

Модель планарной сети, в которой используются элементы сосредоточенных параметров, связанные правилами Кирхгофа, использована для представления римановой метрики химических многообразий энергии. Входные токи сети соответствуют контравариант-ным компонентам тангенциальных векторов в направлениях координат многообразия в данной точке (например, скоростям реакции), тогда как сопряженные напряжения соответствуют кова-риантным компонентам (например, сродствам). Теорема Телегина и введение линейных сопротивлений, являюишхся постоянными во всем дифференциальном интервале, ведут к типичному риманову элементу расстояния неравенство Шварца превращается в параметр, определяющий оптимальный динамический коэффициент трансформации энергии, а колебания в переходах между двумя состояниями в химическом многообразии могут быть введены с помощью дополнительных элементов — конденсаторов и индуктивностей. Топологические и метрические характеристики сети приводят к уравнениям Лагранжа, геодезическим уравнениям, а условия устойчивости эквивалентны обобщенному принципу Ле-Шателье. Показано, что конструирование сети эквивалентно вложению п-мерного (неортогонального) многообразия в (ортогональную) систему координат больщей размерности с размерностью с1 = п п + + 1)/2. В качестве примера приведена биологическая задача, связанная с совместным транспортом и реакцией. [c.431]

Не менее важными направлениями исследований являются иммобилизация клеток и создание методами генотехники (генного инженерного конструирования) промышленных штаммов микроорганизмов —продуцентов витаминов и незаменимых аминокислот. В качестве примера медицинского применения достггжений биотехнологии можно привести иммобилизацию клеток щитовидной железы для определения тиреотропного гормона в биологических жидкостях или тканевых экстрактах. На очереди-создание биотехнологического способа получения некалорийных сластей, т.е. пищевых заменителей сахара, которые могут создавать ощущение сладости, не будучи высококалорийными. Одно из подобных перспективных веществ —аспартам, который представляет собой метиловый эфир дипептида—аспартилфенилаланина (см. ранее). Аспартам почти в 300 раз слаще сахара, безвреден и в организме расщепляется на естественно встречающиеся свободные аминокислоты аспарагиновую кислоту (аспар-тат) и фенилаланин. Аспартам, несомненно, найдет широкое применение [c.164]

Известно, что фармакологические свойства физиологически активных веществ зависят от их геометрии. Поэтому установление конфигурации, конформации и стереодинамических параметров биологически активных веществ — один из важнейших этапов изучения механизма действия лекарственных и других биологических важных соединений, а также создает предпосылки для конструирования молекул с необходимым комплексом свойств. [c.84]

Изучение связи структура—активность в рядах биологически активных веществ — важный этап на пути целенаправленного конструирования молекул новых препаратов с необходимым комплексом фармакологических сюйств. Уже в начале 60-х годов в ходе интенсивных исследований в области химии и фармакологии 1,4-бенздиазепинов, развернувшихся вслед за открытием хлордиазепоксида и внедрением его в медицинскую практику, предпринимались попытки определения ключевой структуры, обеспечивающей фармакологические свойства нового класса транквилизаторов [1]. В последующие годы был установлен ряд эмпирических корреляций между структурой и активностью 1,4-бенздиазепинов. [c.270]

В ГНЦЛС в течение ряда лет выполняется цикл работ, направленных на создание из растительного сырья промышленных технологий получения субстанций ингибиторов как основы для конструирования лекарственных и диагностических препаратов. Исследования включают вопросы определения биологической активности ингибиторных субстанций, способы их стабилизации и длительного хранения, стандартизации физико-химических параметров и тп. Накопленные данные в этом научном направлении позволили перейти к разработке лекарственных средств на основе ингибиторов для последующего внедрения в практическую медицину [c.236]

Стратегию конструирования новых белков путем замены функциональных доменов или с помощью направленного мутагенеза можно использовать для усиления или ослабления биологического действия белка. Например, нативный гормон роста человека (ГРЧ) связывается в разных типах клеток как с рецептором гормона роста, так и с пролактиновым рецептором. [c.208]

Таким образом, С,д-ацетогенины, образующие особый класс природных метаболитов, особенно интересны разнообразием вариантов 0-гетероцикли-зации. Многие из них имеют чрезвычайно ценную биологическую активность. В последние годы повысился интерес к разработке полного синтеза метаболитов, содержащих фрагменты О-гетероциклов различного размера [101]. Выполнен ряд работ по синтезу кислородсодержащих гетероциклов среднего размера. Нет сомнения в том, что галогенированные С,5-ацетогенины все чаще будут становиться объектами полного синтеза и моделями для конструирования биологически активных молекул. [c.147]

Разнообразные по строению функционально замещенные представители соединений с одной или несколькими тройными связями признаны перспективными син-тонами в конструировании моно- и полнциклнческих ароматических и гетеро-ароматических систем, а также сложных по строению природных биологически активных веществ. [c.242]

Ключевые этапы целенаправленного поиска и разработки новых лекарственных средств включают конструирование базовых структур и синтез библиотек биологически активных веществ (БАВ), изучение физико-химических свойств соединений, биологический скрининг, установление завнснмостн "структура-активность", отбор наиболее перспективных веществ, разработка АНД, углубленные клинические исследования и доведение БАВ до лекарственного препарата. [c.451]

Для последующего конструирования БАВ на основе базовых структур линейного строения был использован комплексный подход, заключающийся в совместном применении методов компьютерного прогнозирования и корреляционного анализа связи биологической активности с физико-химическими параметрами, такими как а-константы, рК, характеристические частоты ИК спектров, потенциалы полуволны, коэффициенты распределения и т.п. [13-15]. Нами установлено, что сахароснижающий, диуретический и противовоспалительный эффекты возрастают симбатно увеличению кислотности БАВ, антигипоксическое и гипогликеми-ческое действия коррелируют с потенциалами полуволны электрохимического восстановления, а влияние липофильного фактора веществ на проявление биоэффекта имеет в большинстве случаев параболический характер [16, 17]. [c.452]

Сопоставление результатов исследования биологической активности изученных соединений с их структурой создает основу для направленного конструирования антивоспалительных, противошоковых и вазотропных фармакологических препаратов. [c.208]

До недавнего времени считалось, что обязательным компонентом всех ферментов являются белки. Был накоплен огромный материал, свидетельствующий, что именно белки способны опознавать определенные субстраты, обеспечивая тем самым высокую специфичность биологического катализа. Кроме того, многочисленные данные демонстрировали, что белки обеспечивают оптимальную ориентацию субстратов относительно функциональных групп фермента, осуществляющих химическое превращение. Этими группами в случае кислотного, основного и нуклеофильного катализа чаще всего являются группы, входящие в состав белка. В случае электрофильного и окислительно-восстановительного катализа в химическом превращении, как правило, участвуют специальные кофакторы — ионы металла или сложные органические молекулы. Но в этом случае белковая часть фермента организует работу кофактора так, чтобы обеспечивалась свойственная ферменту специфичность и одновременно с Высокой эффективностью реализовался каталитический потенциал кофактора. Однако в начале 80-х годов были от крыты и стали объектом интенсивных исследований ферменты, построенные из молекул рибонуклеиновых кислот (рибозимы). Интерес к этой группе ферментов резко усилился в связи с разработкой методов молекулярной селекции нуклеиновых кислот, позволившей, в частности, начать направленное конструирование рибозимов с разнообразными типами каталитической активности. [c.11]

Топохимическая модификаь я (трансформация) пептидных систем, используемая при конструировании биологически активных аналогов природных соединений. [c.160]

Конструирование лекарств — совокупность методов и приемов целенаправленного поиска биологически активных соединений, основанных на закономерностях взаимосвязи мехаду строением и биологическими свойствами химических соединений. [c.163]

С использованием сформированных, а также имеющейся моделей нами осуществлен прогноз различных видов биологической активности предполагаемых для синтеза структур (табл. 3) [21]. При конструировании соединений, обладающих потенциальной пестицидной активностью усчитывались дан1ше прогноза по разным типам активности и возможности синтеза [10], В качестве базовой структуры, подлежащей. модификации, использован 3-этил-иокса-З-азацнклопеш-ан (код 398). Приоритетность в очередности мест замены для различных видов активг.ости указана а табл, 4., нализ полученных данных (рис. П показывает, что модификации свойств базовой структуры можно ожидать при замене заместителя при N. введении заместителя при С(2), а также при раскрытии гетероцикла с сохранением входящих [c.107]

Рентгеноструктурный анализ многих ПАВ показывает, что ламеллярная бислойная структура является вполне естественным механизмом плотной молекулярной упаковки. Многие ПАВ, не имеющие биологического назначения, также стремятся укладываться в бислои. Эта тенденция, по всей видимости, исходит из основной линейной амфифильной структуры ПАВ, наличия гидрофильных голов, соединенных с линейным гидрофобным радикалом В водных средах ассоциация (или агрегация) углеводородных (хвостовых) групп является естественным термодинамическим следствием. Форма липидов ПАВ играет большую роль так же, как и в случае других ПАВ. Большинство липидов и ПАВ, имеющих два углеводородных радикала, склонны к образованию ламеллярных бислойных структур, как результат присущего им значения параметра упаковки (см. раздел 5.3.1). Следовательно, синтетические ПАВ с двумя углеводородными (хвостовыми) группами являются оптимальными представителями для конструирования бислоев, везикул (полостей, пузырьков) и линосом. [c.180]

Водорастворимые тетразолсодержащие полимеры обладают разнообразной биологической активностью антикоагулянтной [109], иммуностимулирующей [110] и иммуноадъювантной [111]. Высокая активность ПВТ в интерполимерных реакциях позволяет использовать их в качестве конъюгирующих агентов при конструировании эритроцитарных диагностикумов [112] и в разделении белковых смесей [ИЗ]. [c.121]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология