Разработан новый способ поиска компонентов лекарств

0
1

Share Tweet Share Share Email CommentsРазработан новый способ поиска компонентов лекарств

Разработан новый способ поиска компонентов лекарств

Depositphotos

Группа российских ученых исследовала существующие биологически активные соединения, в том числе компоненты лекарств, применив методы компьютерного моделирования молекул и химической модификации соединений. Авторы работы полагают, что такие подходы позволят с гораздо меньшими временными и материальными затратами получать вещества с необходимой активностью. Результаты представлены на конференции ChemSci-2019. Исследования поддержаны грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда.

«Компьютерное моделирование позволяет с достаточно высокой точностью предсказывать активность молекул на основе информации об их строении, так как именно структура химического соединения во многом определяет его свойства, –- рассказывает профессор кафедры физической химии и химической экологии Башкирского государственного университета, доктор химических наук Юрий Зимин. –- Этот метод может эффективно применяться в тестировании и создании новых лекарственных препаратов с гораздо меньшими временными и материальными затратами».

Ученые разработали новый подход, чтобы выявить активность различных соединений в живом организме. Он включает несколько составляющих. На первом этапе специалисты классифицируют изученные соединения. Для этого используют данные о структуре молекулы и ее активности и создаются модели, определяющие взаимосвязь между ними (SAR-модели). Затем другие модели строят для количественного предсказания биологической активности и физико-химических свойств интересующих соединений при помощи статистики и машинного обучения (QSAR-модели).

После используют метод молекулярного моделирования, который позволяет предсказывать наиболее выгодную для образования устойчивого комплекса ориентацию и пространственное расположение атомов в одной молекуле в центре связывания другой (молекулярный докинг). С его помощью ученые определяют наиболее выгодную ориентацию молекулы при взаимодействии с целевыми ферментами. Построенные ранее модели позволили выявить несколько соединений, обладающих повышенной биологической активностью. Например, замена ряда химических групп в молекуле парацетамола позволила получить 4-фторметилсульфон, обладающий ярко выраженной противовоспалительной активностью. Для веществ, полученных при модификации цитизина –- соединения из бобовых растений –- предсказан ноотропный эффект, который впоследствии был подтвержден в исследованиях «в пробирке» в Уфимском институте химии УФИЦ РАН.

К другим методам молекулярного дизайна относится химическая модификация соединений на основе производных пиримидина, представляющего собой плоский цикл из четырех атомов углерода и двух атомов азота. Примером может служить исследование измененных молекул урацила –- одного из структурных элементов нуклеиновых кислот, входящих в состав РНК. Результаты этого исследования выявили высокую антиоксидантную активность у 5-амино-6-метилурацила и его N-метилированных производных. Весьма перспективным является создание гибридных молекул (конъюгатов). Их получают, вводя природные аминокислоты (составные части белка) в молекулу урацила по положениям С-5, N-1 или N-3. Еще одно направление исследований связано с получением комплексных соединений. Таким образом можно увеличить активность препарата и уменьшить его токсичность. Некоторые комплексные соединения из производных урацила и фруктовых сахаров или органических кислот обладают противоязвенной, антидотной и антиоксидантной активностью. Работы были проведены в сотрудничестве с Уфимским институтом химии УФИЦ РАН.

Сегодня, чтобы получить лекарства, привлекают самые разнообразные теоретические и экспериментальные методы –- от построения математических моделей до прямого химического синтеза. Проделанная учеными из Башкирского государственного университета работа демонстрирует эффективность применения различных подходов в получении препаратов с совершенно разной биологической активностью. Наиболее успешные результаты исследований запатентованы, также были разработаны методы синтеза потенциальных биологически активных веществ.

Разработан новый способ поиска компонентов лекарств

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here