Математические модели прогноза и молекулярный дизайн биологически активных аналогов простагландинов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.17 ВАК РФ

На правах рукописи

Бетелина Ирина Борисовна

(

i

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОГНОЗА И МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ДИЗАЙН БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ АНАЛОГОВ ПРОСТАГЛАНДИНОВ

02.00.17 - Математическая и квантовая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Уфа-2005

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете.

Научный руководитель: доктор химических наук,

профессор Тюрина Лидия Аркадьевна

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор химических наук, профессор

Прочухан Юрий Анатольевич

доктор химических наук, профессор

Велик Александр Васильевич

Институт органической химии Уфимского научного центра РАН

Защита состоится « 22 » декабря 2005 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.013.10 при Башкирском государственном университете по адресу: 450074, г. Уфа, ул. Фрунзе, 32, химический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского государственного университета.

Автореферат разослан « 22 » ноября 2005 года.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор химических наук, профессор

Я« Я

21

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Интерес к проблеме простагландинов химиков, биохимиков, фармакологов связан с высокой биологической активностью этих соединений, их прямым или опосредованным участием во многих физиологических процессах. Простагландины являются гидро-

полиненасыщенных жирных кислот: экзатриеновой, экзатетраеновой и эк-запентаеновой, отличающихся степенью ненасыщенности. Молекулы простагландинов состоят из двадцати атомов углерода и включают цикло-пентановое кольцо.

макологических препаратов, содержащих природные простагландины, характерны следующие основные недостатки: химическая нестабильность, быстрый метаболизм, дороговизна, обилие побочных эффектов и пр. В последнее время в медицине широко используются синтетические аналоги природных простагландинов, обладающие лучшей избирательностью действия, более высокими метаболической устойчивостью и физиологической активностью. Однако существующие препараты на основе синтетических простагландинов тоже не лишены ряда побочных эффектов.

Сегодня простагландины изучаются как новый класс лекарственных препаратов для лечения сердечно-сосудистых, воспалительных заболеваний, некоторых форм бронхиальной астмы и пр. Поскольку спектр фармакологического действия простагландинов чрезвычайно широк, то проблема поиска новых простагландинов с разнообразными типами активности, в частности, с такими^ как противоязвенная и утеротоническая активность, позволяющая регулировать процессы развития беременности, как у человека, так и у животных, является насущной и значимой.

Для оптимального поиска фармакологически активных аналогов простагландинов важным аспектом является изучение зависимостей, связывающих их строение и действие, что позволяет провести целенаправленный молекулярный дизайн структур простагландинов с заданными характеристикам и прогнозировать их свойства. Поэтому исследования, проводимые в этом направлении, безусловно, актуальны и

ксилированными продуктами превращения

в

организме

Существуют природные и синтетические простагландины. Для фар-

перспективны.

Цель работы. Создание математических моделей прогноза, молекулярный дизайн и прогноз аналогов простагландинов с противоязвенной и утеротонической активностью на основе анализа связи их строения и фармакологического действия. В соответствии с целью исследования были поставлены и решены следующие задачи:

1. Выявление структурно-функциональных характеристик, ^оказывающих влияние на проявление противоязвенной и утеротонической активности.

2. Формирование, анализ и апробация моделей распознавания и прогноза.

3. Выбор расчётных базовых структур как основы для молекулярного дизайна, определение направлений химической модификации, молекулярный дизайн и прогноз потенциально перспективных соединений с противоязвенной и утеротонической активностью.

Научная новизна. Впервые выявлены теоретические закономерности, связывающие строение синтетических аналогов простагландинов (ПГ) с их противоязвенной (ПА) и утеротонической (УА) активностью, заключающиеся в том, что:

- определены структурно-функциональные характеристики молекул простагландинов, оказывающие влияние на проявление противоязвенной и утеротонической активности (как для каждого вида активности отдельно, так и в комплексе):

а) выраженное положительное влияние на противоязвенную активность оказывают следующие группы: С~0-(СН2)„, С-О-О, 54-(СН2)„ (при п>4); на утеротоническую активность - 0-С=С-С=С, О, 0-С=С, СН2,еп-СН-Б1.

б) отрицательными признаками для противоязвенной активности являются С=С-СН-Б1, С-0-СН2гет-СН2, СН-$1, для утеротонической активности - СН3, СНг(СН2)4..,<гСН, (СН2)4.,10-СН-81.

- сформированы математические модели распознавания и прогноза аналогов ПГ с ПА и УА, достоверность их при тестировании на структурах обучения и на экзаменационной серии высокая (соответственно от 85 до 98% и от 72 до 100%).

Впервые определены перспективные направления целенаправленного синтеза новых соединений класса ПГ, которые заключаются в том, что:

- определены расчётные ранги ПА и УА для всех исследуемых соединений;

- выявлены базовые структуры, модификации которых наиболее предпочтительны для целенаправленного синтеза потенциально перспективных аналогов ПГ;

- количественно определены вклады фрагментов каждой из исследованных молекул ПГ в активность и расчётные места их модификации;

- осуществлены молекулярный дизайн и прогноз аналогов ПГ с ПА и У А, результаты которых подтверждается экспериментальными данными о проявлении ПА несколькими сконструированными соединениями.

Практическая ценность. В результате исследований сформированы модели прогноза ПА и УА, выявлены наиболее перспективные соединения, предпочтительные для модификации, заменяемые и вводимые функциональные группы, что является основой для целенаправленного синтеза новых структур с заданными свойствами. Осуществлён молекулярный дизайн и прогноз аналогов ПГ с ПА и УА.

Сформированы компьютерные база данных и база знаний, содержащие сведения, необходимые для дизайна и прогнозной оценки новых соединений. Они внедрены и используются в НИТИГ АН РБ. Результаты исследований применяются при целенаправленном синтезе и определении направлений биотестирования перспективных аналогов ПГ с ПА и УА в ИОХ УНЦ РАН, в образовательном процессе в УГНТУ.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных электронных конференциях «Информационно-вычислительные технологии в решении фундаментальных научных проблем и прикладных задач химии, биологии, фармацевтики и медицины» (Москва, 2004 - 2005 гг.); 2-й и 3-й всероссийских научных интернет-конференциях «Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и механики многофазных систем» (Уфа, 2004 - 2005 гг.); региональной научно-практической конференции «Информационные технологии в профессиональной и научной деятельности» (Йошкар-Ола, 2005 г.); ГУ Всероссийском научно-методическом семинаре «Экологически ориентированная учебно-исследовательская и практическая деятельность в современном образовании» (Санкт- Петербург, 2004 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи и 9 тезисов докладов

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы (146 ссылок) и приложения. Содержание работы изложено на 155 страницах, включает 18 рисунков, 22 таблицы, приложения на 30 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении сформулирована проблема целенаправленного синтеза аналогов ПГ с заданными биологическими свойствами, обоснована актуальность работы, определены цели и задачи исследований, научная новизна и практическая ценность. В первой главе (обзоре литературы) описаны химические и биолог ические свойства природных ПГ и их синтетических аналогов, проанализированы известные зависимости между структурой и активностью соединений, в том числе проявляющих ПА и УА, рассмотрены различные подходы и методы прогноза биологической активности и молекулярного дизайна химических соединений с заданными свойствами. Во второй главе представлено обоснование и выбор материалов и методов исследования. В третьей главе представлены данные о характере влияния различных циклических систем, функциональных групп и их сочетаний, стерических параметров на фармакологическую активность аналогов ПГ. В четвертой главе описано формирование, анализ и апробация математических моделей распознавания и прогноза ПА и УА. В пятой главе изложены результаты молекулярного дизайна и прогноза новых потенциально перспективных соединений класса ПГ. В шестой главе представлены основные методики проведения компьютерных исследований связи "структура - свойства" (ССС), квантово-химических расчетов, экспериментального фармакологического скрининга. 1. Объекты н методы исследований 1.1. Характеристика объектов исследования

В качестве объектов исследования выбраны аналоги ПГ (типа I) и их противоязвенная и утеротоническая активность. Исследуемый массив (более 140 соединений) сформирован на основе литературных данных и данных первичных испытаний, проведённых в ИОХ УНЦ РАН1.

' Соединения синтезированы в лаборатории низкомолекулярных биорегуляторов ИОХ УНЦ РАН под руководством д х и , проф, чл -корр АН РБ Мифтахова М С , активность в отношении аналогов ПГ изучена в лаборатории новых лекарственных средств ИОХ УНЦ РАН пол руководством к.б н , доц Басчснко Н Ж

\ / L A- = C=0,CH-""«0H,CH-*0H,CH-*C1;

-R3 Z = (СН2)к, СН=СН-(СН2)Ь (CH2)nrCH=CH-(CH2)„,

R1 CH=C=CH-(CH2)„ CH=CH-(CH2)q-CH=CH, C=0-(CH2)p;

1 R2= (C=O)-O-C,0H2b (C=0)-0-CH3, (C=0)-0-C2H5, OH,

(C=0)-0-C4Hq> 0-NH-S02-CH3;

y = CH=CH-CH( '""»«OH), CH=CH-CH(—OH), S-CH2-CH(-*OH), S-CH2

CH(—"ОН), СН=СН-СН(""""|«0Н)-С(-*СНз)(""*«О-СНз), CH=CH-CH(.....'«»OH)-

CH2-C( -"««СНз), CH=CH-CH2-C(CH3)(""""«OH)) CH=CH-CH2-C(CH3)( ОН), СН=СН-С(СН3)( ""'»'«ОН), СН=СН СН2 СН=СН, СН=СН-СН(—*ОН)-С(СНз)2; R3 содержит фурил-, фенил-, незамещённый оксифенил- или с заместителями хлор и фтор в цикле.

1.2. Математические методы исследования связи «структура-свойства»

Для исследования ССС аналогов ПГ использована компьютерная система SARD (Structure Activity Relationship & Design). Структура исследуемых соединений представляется в виде молекулярного графа, для анализа используются непосредственно структурные фрагменты и их сочетания (субструктурные дескрипторы). Характер влияния субструктурных дескрипторов на проявление активности описывается при помощи коэффициента корреляции (г): г = ^дг^ х дГх J\J х дГ ' ГДС и Пг ' числ0

структур группы А, содержащих и не содержащих данный фрагмент; п3 и П4 - то же для группы В; Ni и N2 - число структур в группах А и В; N3 = пi + пу, N4 = n2 + п4\ г изменяется от -1 до +1. Чем выше абсолютное значение г, тем больше вероятность влияния данного признака на проявление анализируемого свойства ("+" - положительное, "-" - отрицательное).

При формировании математических моделей используется обучающая выборка, при этом предусмотрена дихотомическая процедура разбиения исследуемых химических соединений на две группы (группа А "активных" соединений и группа В "неактивных" соединений). Модели распознавания и прогноза представляют собой уравнения логического вида: А = F(S), где А - активность; (S) - решающий набор признаков (РНП) •

комплекс фрагментов структурных формул и их логических сочетаний типа конъюнкций, дизъюнкций, строгих дизъюнкций; Р - алгоритм распознавания образов, по которому производится классификация исследуемых соединений по их активности: геометрический подход (1) и метод «голосования» (2).

По геометрическому подходу отнесение исследуемой структуры V, (1 = 1, .., к) к классу активных или неактивных (А или В) происходит после определения расстояния этой структуры в евклидовой метрике до расчётных эталонов: класса А и В. Я у, ¿0 Эл £ ( Уц] - ЭА/) 2 К у; до эв -VX (V ¡,1 - ЭВ]) 2 где Уц - это реализация .¡-го признака из РНП в анализируемой (1 - той) структуре в элементах булевой алгебры (] = 1, если признак присутствует в структуре, в противном случае 3 = 0).

Если Иу-,,ЭА <Ку1,эв> то У€А, Яи,эл< Ди.э* то У^В. Эталоны рассчитаны по реализации признаков РНП в структурах соответственно классов А и В: ЭА1 = £ Уц / т Л. Э В./ = £ ^¿у /т л где тА и тн-число структур обучения классов А и В.

По методу «голосования» подсчитываются числа (Р] и Р2) признаков групп 1Х и 12 из РНП (в группе 1\ г >0, в /2 г < 0), совпадающие со значениями признаков структуры V,. Если Р, > Р2, то V) € А, Р1 < Р2, то V/ € В.

Конструирование (молекулярный дизайн) структур соединений с определённым видом биологического действия проведено по алгоритму «осторожного конструирования», что означает конструирование структур, не содержащих или содержащих минимальное количество новых связей. Основными процедурами, реализуемыми при дизайне, являются: а) выбор базовых соединений для модификации, основанный на анализе структурного сходства исследуемых соединений с расчётными эталонами активности; б) определение в них элементов строения, наиболее благоприятных для замены с точки зрения активности; б) определение взаимозаменяемых фрагментов.

1.3. Методы проведения квантово-химическихрасчётов

Для проведения квантово-химических расчётов на уровне электронных и энергетических параметров применены пакет программ ОАи551АШ8, метод функционала плотности ВЗЬУР с базисным набором 6-ЗЮ(с1).

2. Анализ влияния элементов строения аналогов простагландинов на Фармакологическую активность

Первым этапом формирования математических моделей является оценка влияния признаков на исследуемую активность. По каждому типу активности (ПА и УА) оценено влияние всех сгенерированных субструктурных дескрипторов (более 30 тысяч) и выявлены наиболее значимые. Анализ влияния структурных параметров рассмотрен с учётом их принадлежности к различным функциональным группам, в том числе к циклическим системам и стерическим параметрам (рис. 1-4, табл. 1).

2.1. Анализ влияния признаков на ПА

Кислородсодержащие признаки. Наиболее значимыми по влиянию на ПА являются кислородсодержащие признаки. Интересно отметить изменение влияния фрагментов с карбонильной группой (рис. 1). Если влияние на ПА групп С=0-(СН2)„ (при п>4), С=0-0 положительно, то фрагменты С-О-СН2 гет-сн2, С-О-ОН приводят к резкому снижению информативности, т.е. оказывают отрицательное влияние на активность. Серосодержащие признаки. Все значимые серосодержащие признаки оказывают положительное влияние.

Стерические параметры. Наиболее значимым стерическим параметром (обозначения стерических параметров см. в п. 2.З.), оказывающим положительное влияние, является Б4-(СН2)п (при п>4), отрицательное влияние на ПА оказывают С=С-СЯ-52, С'Я-57, СНг84-218, (СН2)п-СН-81.

2.2. Анализ влияния признаков на УА

По УА аналогично выявлены наиболее значимые признаки, которые также проанализированы по функциональным группам, циклическим системам и стерическим факторам (табл. !).

Рис.1. Влияние су б структурных дескрипторов на проявление ПА аналогов ПГ (циклические систему имеют цифровой код больше 100 187,200,218 и др, типы циклов приведены ниже)

я я ни

»-г^-» -л» Ъ- н ч"

нс=сн нс-сн НС-СН Й Й нс-сн я N я

102 143 162 304 187 200 218

Таблица 1. Влияние наиболее значимых субструктурных дескрипторов на УА

Исходные и сложные фрагменты и их информативность по УА

О 0.596 о-с=с 0.589 0-С=С-С=С 0.628

200 0.389 С=С-С=С 0.586 СН2гет-СН-81 0.499

102 0.355 0-102 0.428 СН2гег-0-Ю2 0.428

162 0.337 сн2ге/-о 0.419 сн-сн-сн 0.402

81 0.267 84-200 0.389 СН-СН2гег-0 0.402

Б2 -0.229 СН2-84 -0.294 СНг 84-218 -0.345

(СН2)4. 10 -0.249 С=С-218 -0.367 (СН2)4 ,0-СН-81 -0.610

218 -0.347 СН-(СН2)4 ю -0.647 (СН2)4 ю-СН-С=С -0.647

-СНз -0.628 СНз- (СН2)4. ю -0.721 СН3-(СН2)4.,о-СН -0.647

- «гет» - при гетероатоме.

Поскольку при синтезе введение различных синтонов может привести к разным типам активности, то наибольший интерес представляет сравнительный анализ влияния структурных параметров на оба типа активности.

2.3. Комплексный анализ влияния притоков на ПА и УА

Циклические системы. Комплексное влияние фенилсодержащих признаков положительное: за исключением СЯг^-Рй, СН2амГ8-РИ (рис.2).

Характерным для ПА является наличие пара-зам. фенила. В соединениях с У А этого фрагмента нет. Мета-зам. фенил отрицательно сказывается на проявление ПА и практически нейтрален для УА. Пентазамещённый фенил в составе сложных признаков в соединениях с ПА отсутствует, в соединениях с УА положителен, аналогичное поведение отмечено для 2-фурилсодержащих признаков.

Большинство сложных признаков, содержащих один из основных рядообразующих фрагментов ПГ - циклопентанон, имеют однонаправленное действие (рис.2), например, положительное -2,3-замещённий циклопентанон в сочетаниях с Б, СН2гет-Б. Разнонаправленное воздействие оказывает 2,3-зам. циклопентанон в совокупности с фрагментом СН2гепг(С=С).

> ПА

-о,«

= Т8 ¿11

т2 ;

е* *

- X

I I

- 1 V

? ?

4 5

£ О

I с

Ф -* 6 Е $

' УА

мЧи

с 42 * *

Р----

II

Е » X ¥

ш

« I

а 3

РЬ 1,4-Аг 1,3-Аг 1,2,3,4,5,6-Аг Циклопентан 2-фурил

Расположение значений информативности признаков на оси х (у = 0) и отсутствие маркеров означает, что данный признак отсутствует в массиве обучения (для рис 2 - 4)

Рис. 2. Влияние циклических фрагментов на ПА и УА Ациклические фрагменты. Влияние ациклических фрагментов, проанализированное по их функциональной принадлежности, преимущественно является либо разнонаправленным, либо отсутствует в структурах другого типа (рис.3).

АУЛ

Алкил- Азот- Кислород-

содержащие фрагменты

Серо- Галоген-

Рис. 3. Влияние ациклических фрагментов на ПА и УА Стерические параметры. ПГ обладают выраженным стерео селективным действием, которое обусловлено влиянием пространственных (стериче-ских) параметров на связывание ПГ с рецепторами. Поэтому особое внимание было уделено изучению влияния стерических параметров на биологическую активность ПГ (рис. 4), где и Б2- стерические параметры, соответствующие о- и р-конфигурации ОН-группы при ассиметрическом атоме углерода 15(16)С; БЗ и Я4 - стерические параметры, соответствующие цис- и транс- «»»»«»чнипрмимимс

г г г «3 и и пичцм при 8 и К С

конфигурации а- и ю-цепей относительно плоскости циклопентанового кольца.

Расчёт показал, что а-конфигурация 15(16)С углерода в большинстве случаев положительно влияет на проявление УА и отрицательно влияет на проявление ПА (рис. 4). А-конфигурация 15(16) С имеет обратный эффект.

Влияние геометрической изомерии по циклопентановому кольцу на ПА и УА неоднозначно.

53 и его сочетания с другими фрагментами имеют положительно влияние на ПА (для соединений с УА этот стерический параметр не характерен). Влияние Б4 на проявление ПА и УА варьируется в зависимости от окружения. Большинство сложных признаков, содержащих 84, имеют однонаправленное действие. Большинство сложных признаков, содержащих Б4, имеют однонаправленное действие. Выраженное положительное влияние на ПА и УА оказывают признаки 84-200, ОН-200-84, С^С-200-84. Отрицательное влияние на два исследуемых вида активности имеют СНГ 84, СНг84-218, С=С-218-84. Разнонаправленное воздействие Б4 оказывает как отдельно, так и в совокупности с фрагментами СН, (С=0)-СН, ОН-218. 3. Формирование, анализ и апробация математических моделей

С целью формирования оптимальных моделей варьировались различные параметры: объём и состав обучающих выборок, тип формируемых логических признаков: конъюнкции, дизъюнкции, строгие дизъюнкции, разнообразные эвристические критерии отбора признаков и пр. В результате для каждого типа активности сформировано по три РНП. Отдельные признаки одного из РНП для ПА приведены в таблице 2.

Для каждого РНП, в соответствии с алгоритмом геометрии, изложенном в разделе 1.2., рассчитаны значения эталонов активных и неактивных структур (эталон А и эталон В) (табл. 3) и определены расстояния исследуемых структур в евклидовой метрике до этих эталонов.

Таблица 2. Элементы решающего набора признаков РНП-3 для ПА

Номер субструктуры Субструктурные дескрипторы, входящие в РНП г*

1 (-СН2гс1-) - (-(СН2)4 ю-) V** (-СНз) - (>С<) V (>С<) - (-(СН2)3-) 0,886

2 (-СНз) - (-СН2-) V ( СНз) - (>С<) V (>С<) - (-<СН2)3-) 0,862

3 (-0-) - (>С=0) V (-(СН2)4 ю-) - (84)*** V (-СНз) - (>С<) 0,812

4 (>С=Ю) - (-ОН) #** (-СН2-) - (54) # (-СН2га-)**** - (>С=0) 0,802

5 (>СН-) - (51)*** # (-СН2пгг-) - (>С=С<) # (>СН-) - (52)*** 0,773

6 (-(СН2)3-) V (-5-) V (52) 0,697

7 (-(СН2)4 ю-) - (-СН2гет-) - (>С=0) 0,690

8 (-СН2гет-) - (>С=0) - (-О-) 0,630

9 (-СН2гет-)-(>С=С<)-(>СН-) 0,520

18 (>С<) # (-Б-) # (-СН2гсг-) -0.802

17 (-СНз) - (>С<) # (>С<) - (ЧСН2)з-) # (-СН2гет-)-(>С=С<) -0.820

16 (-СН2гс1-) - (-СН2гсг-) V (>С=С<) - (54) V (-ОН) - (200) -0.831

14 (-СНГ) - (54) # (>С=С<) - (54) # (>СН-) - (>С<) -0.853

15 (-(СН2)4 ю-) - (54) # (>СН-) - (54) # (>СН-) - (>С<) -0.853

г* - Информативность, V, #** - знаки математических операций' «дизъюнкции» («или»), «строгой дизъюнкции» («или», но не «и»), 84, 51, 52*** - стерические параметры, гет **** -при гетсроатоме

Таблица 3. Значения эталонов признаков активных и неактивных

структур, рассчитанные в многомерном пространстве признаков РНП-?

Номер признака РНП. Значение ЭА, / Э В ,

1. 0.970 / 0.091 2. 0 879 / 0.000 3. 0.970 / 0.182 4. 0.818 / 0,000 5. 0,909 / 0,136 6. 0,879 / 0,182 7. 0,756 / 0,045 8 0,777 / 0,136 9. 0,485 / 0,000 10. 0,939 / 0,636 11. 0,939 / 0,636 12. 0,424 / 0,136 13. 0,788 / 0,591 14. 0,091 / 0,955 15. 0,091 / 0,955 16. 0,152 / 1,000 17. 0,121 / 0,955 18. 0,182/ 1,000 19. 0,061 / 0,818 20. 0,091 / 0,818 21. 0,000 / 0,636 22. 0,182 / 0,864

Каждая из шести моделей (модели М-1 - М-3 для ПА и М-4 - М-6

для УА) включает РНП, набор эталонных признаков для геометрии (1) и число голосов для голосования (2). Полученные модели позволили клас-

сифицировать активные и неактивные структуры обучения по соответствующему типу активности на уровне 85 - 98% (табл. 4). Таблица 4. Основные характеристики моделей распознавания ПА и УА

Характеристики Модели*

М-1 М-2 М-3 М-4 М-5 М-6

1. Число структур (общее / А / В) 55 / 33 / 22 49 / 27 / 22

2. Число признаков: фрагментарных логических 326 52707 326 215901 326 387103 270 32538 270 79792 270 135647

3. Число признаков в РНП (общее / А** / В**) 22 / 12 / 10 19 / 10 / 9 22/ 13 /9 16/ 6 / 10 16 / 8 / 8 18 / 9 / 9

4. Распознавание, (%) по алгоритму 1 96 98 96 88 88 96

по алгори гму 2 96 98 96 85 88 96

* - Модели М-1 и М-3 включают только конъюнкции, М-2 и М-4 - конъюнкции и дизъюнкции, М-3 и М-6 - конъюнкции, дизъюнкции и строгие дизъюнкции

** - А положительные признаки РНП, которые характеризуют активные соединения, В - отрицательные признаки РНП, которые характеризуют неактивные соединения.

3. Апробация математических моделей

Основным объектом проверки достоверности сформированных математических моделей является распознавание соединений, представляющих экзаменационную серию. Модели ПА апробированы на 25 экзаменационных соединениях (18 активных, 7 неактивных). С учётом ошибки первого и второго рода (пропуск цели или ложная тревога) достоверность распознавания экзаменационных соединений по всем трём моделям и по двум алгоритмам составила от 72 до 100%. В таблице 5 приведены данные прогноза и эксперимента по ПА для наиболее типичных представителей экзаменационной серии.

Таблица 5. Данные прогноза и эксперимента ПА экзаменационных соединений

Номер структуры Структурная формула Дании алго ю прогноза по ритмам I / П Суммарный прогноз Данные эксперимента Результат сравнения

М-1 М-2 М-3

1 о о В/А А/А А/А А А +

2 ¿г— но \=/ В/А А/А А/А А А +

3 В/В В/А А/О - А -

4 0 А/А А/А А/А А А +

5 о \_/ ОСН, он А/А А/А А/А А А +

6 С1 1 СИ, РН В/В А/А А/А А А +

7 он В/В А/В А/В В В +

8 В/В А/В А/В В В +

А - активно, В - неактивно, О - отказ от распознавания

Апробация моделей УА на серии из 12 экзаменационных соединений

(8 активных, 4 неактивных) показала, что достоверность составляет от 83

до 100 %.

Достаточно высокий уровень распознавания У А и ПА по сформированным математическим моделям, как на обучении (85 - 98 %), так и на экзамене (72-100%) аргументирует возможность их применения для прогноза активности новых аналогов ПГ.

4. Молекулярный дизайн новых потенциально активных соединений.

Основными процедурами дизайна являются: а) выбор базовых структур; б) определение направлений их модификации с использованием критериев теории игр (критерий гшпшах); в) определение вновь вводимых фрагментов.

4.1. Определение базовых структур

Все исследованные соединения ранжированы по отношению к найденным расчётным гипотетическим эталонам УА и ПА. Соединения, имеющие более высокий расчётный ранг активности (РРА), предпочти-

тельнее для использования в качестве базовых при дизайне и целенаправленном синтезе.

Для дизайна по ПА наиболее перспективными базовыми структурами являются аналоги ПГ, которые в линейной а-цепи содержат этильный радикал в сложноэфирной группе; в со-цепи - 16-СН3, 16-ОН группы (структуры типа 22-ПА) или диеновый фрагмент. 4.2. Анализ направлений модификации

Для каждого из исследованных аналогов ПГ на основе критериев теории игр определены относительные вклады фрагментов в их активность, с учетом взаимного окружения в каждой конкретной структуре. В таблице 6 дан пример матрицы, рассчитанной для структуры 22-ПА, на которой указаны 4 места модификации из 20, а на рисунке 5 - места модификации для всех фрагментов.

•УЧ. II"

1 НО*'16^СНа

а) Структура 22-ПА (цифрой указана очередность замены фрагментов)

Ь о " в у

? 1 ; • Я ~г У\ V Д £

^Х \ \ * ^ $ / \ §

\ я ♦ \ V А а . / \ ^ А 5 / \ *

\ 9 / / / \ Л \ и / \ / \ /\

\ о / \ А / / V \ / \

X и * \/ \ 1.

V \ / * * \ 1 /

но 5» ч -"-V

б)

Рис. 5. Места модификации в структуре 22-ПА а) по модели М-1, б) по трём моделям (места модификации совпадают). Общий анализ матриц структур всего исследуемого массива позволил определить процентные соотношения заменяемых фрагментов для первых трёх приоритетных к замене мест по ПА и УА.

Таблица 6. Матрица обоснования направлений дизайна и целенаправлен-

ного синтеза базовой структуры 22-ПА

Исходные фрагменты, приоритет их замены Минимальные / максимальные оценки вкладов фрагментов, достигаемые ими на разных уровнях сложности (уровень 1 -исходный, 2 и 3 - двойного и тройного окружения)

1 2 3 (Махтах) (Minmin)

-Нгет 1 -0.441 -0.441 /-0.441 0.219/0.060 0.219 -0.441

-ОН 3 -0.441 0.219/-0.060 0.275/-0.060 0.275 -0.441

• •• ... • •« • •• • •• • ••

>с=о 19 0.000 0.699 / 0.000 0.699 / 0.472 0.699 0.000

-0- 20 0.292 0.699/0.145 0.699 / 0.569 0.699 0.145

* - Приоритет замены приведён на основе минимаксного критерия пиптах, который определяется исходя из максимальных оценок (шахтах), достигаемых каждым фрагментом структуры на принятых в системе уровнях агрегирования фрагментов

Распределение заменяемых элементов в соединениях с ПА по М-1 приведено в таблице 7. Анализ заменяемых элементов в исследуемых структурах аналогов ПГ показал, что основной тенденцией являются замены: а) атома водорода, находящегося при гетероатоме (например, атоме кислорода окси-группы); б) окси-группы, в том числе при асимметрическом атоме углерода (в!, 82); в) фенилсодержащих признаков (табл. 7).

Таблица 7. Распределение заменяемых элементов в соединениях с ПА

Фрагменты, предлагаемые к замене 1 место, % 2 место, % 3 место, %

-Н (при гетероатоме - кислороде) 25,7 20,6 11,8

-ОН 20 11,8

-««ОН (81) 14,3 14,7

фенил 8,6 5,9

-СНГ 8,6 5,9 2,7

>С=С< 5,7 17,6 29,7

-СН2- (при гетероатоме) 2,8 24,3

-О- 2,8 2,9 10,8

мета-зам фенил 2,8 2,9

2,3-зам циклопентанон 2,9 2,7

Р 2,9 2,7

С1 2,9 2,7

>сн- 8,1

-*ОН (52) 2,9

пара-зам фенил 2,7

Обобщённый анализ заменяемых элементов в исследуемых структу-

рах аналогов ПГ даёт возможность определить с достаточно высокой долей вероятности направления модификации любого ПГ, даже не имея полного набора расчетных данных.

4.3. Дизайн соединений с ПА

Для конструирования структур с ПА использованы базовые структуры как с максимальной мерой сходства с гипотетическим эталоном активности (например, 22-ПА), так и со средней мерой (например, 28-ПА), для которых приведены далее схемы дизайна. РРА для 22-ПА равен 1, для 28-ПА 11 из 16.

Наиболее перспективным направлением дизайна на базе 22-ПА (рис. 5) является модификация заместителя при циклопентаноне (замена 11- ОН либо Н в 11-окси-группе).

Структуры, сконструированные на базе 22-ПА

Важным моментом является то, что для сконструированных структур определены направления их дальнейшей модификации. Так, по данным прогноза структура К-1 имеет РРА равный 1. На её примере показаны пути дальнейшей модификации. На первом месте в К-1 предлагается модификация циклопентанона и замена ОН-группы в ш-цепи. Интересно, что в данном случае происходит переход к другим классам соединений, содержащим 5-ти и 6-ти членные гетероциклы.

Структуры, сконструированные на базе К-1

Базовая структура К-1

К-5

о

о

К-6

На базе 28-ПА наряду с заменой по одной из ОН групп (1, 2, 4 места замены, рис 6) проведены более сложные модификации: одновременные замены по нескольким группам ОН, а также с вовлечением фрагментов, соединённых с этой группой (например, СНГОН, г = 0,111).

о ■*--

Рис. 6. Места модификации в структуре 28-ПА

В результате модификации на базе 28-ПА получены структуры К-8 • К-13

Базовая структура 28-ПА Сконструированные структуры

о х> х, Х,= Х2 = Хз = Ш К-8, К-9: замена соответственно Х1 на РИ, Хг на 0-СН3; К-10, К-11: одновременная замена соответственно Х1 на Н и Л", на СН3, X, на СНг- 7 СН3 и Х3 на Б-РЬ; К-12, К-13: замена концевой I рунны СП 2-Х! на С=0-0-СНЗ, О- СН2-СН3

Аналогично сгенерированы структуры других соединений с потенциальной ПА и УА.

Для выявления тенденций в изменении при модификации базовых структур некоторых физико-химических характеристик, в частности, электронных и энергетических параметров, которые могут отвечать за взаимодействие с рецептором, проведены квантово-химические расчеты для базовых (22-ПА, 28-ПА) и сконструированных структур (К-1, К-12). 5. Прогноз ПА соединений

Сформированные математические модели применены для прогноза сконструированных, а также ряда других соединений. Данные прогноза ПА некоторых прогнозированных соединений приведены в таблице 8.

Таблица 8. Результаты прогноза ПА некоторых соединений

Шифр Данные о прогнозе Шифр Данные о прогнозе

К-1 д + 5 **= О,677, РРЛ = 1,0 А, 8 = 1,402, РРА = 5,0

К-2 А, Б = 0,879, РРА = 2,0 П-2 А, 5 = 1,460, РРЛ = 5,0

К-3 А, в = 0,977, РРА = 2,5 П-3 А, Б = 1,481, РРА = 5,0

К-6 А, 8 = 0,856, РРА = 1,5 11-4 А, 8 = 0,922, РРА = 4,0

К-8 А, в = 1,257, РРА = 2,5 П-5 В*, в = 3,319, РРА = 8,0

К-12 А, 8 = 0,877, РРА = 3,0 П-6 В, в = 3,839, РРА = 8,0

* - А - активно, В - неактивно, ** - в - расстояние до идеальной структуры (ИС-1: шах приближена к эталону А и удапена от эталона В),*** - структуры прогнозируемых соединений П-1-П-6:

он Н-4 п-5

Активность всех сконструированных соединений (К-1 - К-13) подтверждается по прогнозу. Из 35 прогнозированных соединений (П-1 - П-35), синтезированных ИОХ УГОД РАН, по моделям прогноза тестированы как обладающие ПА 19 соединений. Из них наибольшей ПА обладают четыре соединения. Они предложены для более детальных дальнейших исследований ПА 1 . в ИОХ УНЦ РАН.

Из множества сконструированных и прогнозированных соединений далее производится отбор соединений с учетом разнообразных других параметров: токсичности, интересов химиков, биологов, возможности синтеза и пр.

Правомочность результатов дизайна и прогноза подтверждена тем, что сконструированные структуры К-1 и К-12, синтезированные и фармакологически тестированные в составе препаратов миэопростола (К-12) и 11-дезоксиимзопростола (К-1) в ИОХ УНЦ РАН, по экспериментальным данным обладают ПА. По ПА препараты мизопростол и 11-дезоксиимзопростол превосходят используемые в клинике препараты омез и вентер.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Исследовано влияние строения аналогов простагландинов на фармакологическую активность; определены структурно-функциональные характеристики молекул простагландинов, оказывающие влияние на проявление противоязвенной и

утеротонической активности (как для каждого вида активности отдельно, так и в комплексе) с учётом их принадлежности к различным функциональным группам, в том числе к циклическим системам и стерическим параметрам. Выраженное положительное влияние на противоязвенную активность оказывают группы С=0-(СН2)п, С=0-0, Б4-(СН2)п, на утеротоническую активность - О-С-С-С-С, 0-С=С, CH2sem.-C.H-Sl- Отрицательными признаками для противоязвенной активности являются С=С-СЯ-57, С-О- СН2гст- СН2, СН-Я1, для утеротонической активности - СЯЛ СН3-(СН2)41ГСН, {СН2)41гСН-$1.

2. Сформированы математические модели распознавания и прогноза аналогов простагландинов с противоязвенной и утеротонической активностью, достоверность их при тестировании на структурах обучения и на экзаменационной серии высокая (соответственно от 85 до 98% и от 72 до 100%).

3. На основе сформированных математических моделей определены расчётные ранги противоязвенной и утеротонической активности для более 140 аналогов простагландинов; выявлены базовые структуры, химическая модификация которых наиболее предпочтительна для целенаправленного синтеза потенциально перспективных простагландинов. Наиболее перспективными по противоязвенной активности являются аналоги простагландинов, которые в а-цепи содержат этильный радикал в сложноэфирной группе; в ш-цепи - 16-СНз, 16-ОН группы или диеновый фрагмент. Модификация соединений, содержащих карбоксильную группу в а-цепи; диеновые, фенилсодержащие фрагменты, метальные заместители в со-цепи, неперспективна.

4. На основе минимаксного критерия теории игр количественно определены вклады фрагментов каждой из исследованных молекул простагландинов в их противоязвенную и утеротоническую активность и расчётные места их модификации, необходимые для молекулярного ди ¡айна и целенаправленного синтеза. При обобщённом анализе выявлено, что основной тенденцией при определении направлений модификации соединений с противоязвенной активностью, являются замены атома водорода в окси-группе (1 место - 25,7 %), окси-группы, в том числе при асимметрическом атоме углерода (20 %). Выявление этой тенденции даёт возможность, даже не имея полного набора расчётных данных проводить модификации ПГ по указанным направлениям.

5. Осуществлён молекулярный дизайн и прогноз аналогов просгагландинов с противоязвенной и утеротонической активностью. Некоторые из конструированных и прогнозированных соединений синтезированы в ИОХ УНЦ РАН. Для двух соединений (К-1 и К-12) противоязвенная активность подтверждается в эксперименте; для других соединений установлен приоритет проведения биоиспытаний в соответствии с данными прогноза.

6. Сформированы компьютерные база данных и база знаний, содержащие сведения необходимые для дизайна и прогнозной оценки новых соединений, а также сконструированы потенциально активные структуры.

СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Тюрина О.В., Тюрина JI.A., Зулькарнаев Т.Р., Кирлан С.А., Бетелина И.Б. Компьютерная система прогноза острой токсичности химических соединений// Гигиена и санитария. - 2005. - №2. - С. 58-63.

2. Хайруллина В.Р., Кирлан С.А., Бетелина И.Б., Тюрина JI.A., Гари-фуллина Г.Г., Герчиков А.Я. Молекулярный дизайн ионола и компьютерный прогноз антиоксидантной активности полученных продуктов// Вестник Башкирского университета. - 2004. - №4. - С. 23-27.

3. Хайруллина В.Р., Кирлан С.А., Гарифуллина Г.Г., Бетелина И.Б., Герчиков А.Я., Тюрина JI.A. Компьютерный поиск новых антиоксидантов среди различных классов природных соединений// Изв. вузов. Химия и химическая технология. - 2005. - Т.48, вып.1. - С. 83-88.

4. Бетелина И.Б., Тюрина О.В., Басченко Н.Ж., Кирлан С.А. Влияние структурных параметров на утеротоническую активность синтетических аналогов простагландинов// Сборник материалов международной электронной конференции «Информационно-вычислительные технологии в решении фундаментальных научных проблем и прикладных задач химии, биологии, фармацевтики и медицины». - Москва, 2004.- С. 33.

5. Бетелина И.Б., Зарудий Ф.А., Кирлан С.А. Структурные особенности противоязвенной активности синтетических аналогов простагландинов'/ Сборник материалов международной электронной конференции «Информационно-вычислительные технологии в решении фундаментальных научных проблем и прикладных задач химии, биологии, фармацевтики и медицины». - Москва, 2004. - С. 34.

6. Тюрина О.В., Сафарова В.И., Кирлан С.А. Влияние структурных фрагментов гетероциклических соединений на их токсичность// Сборник материалов международной электронной конференции «Информационно-вычислительные технологии в решении фундаментальных научных проблем и прикладных задач химии, биологии, фармацевтики и медицины». -Москва, 2004. - С. 34.

hfW40

zuuo-^t

7. Бетелина И.Б., Басченко Н.Ж., Мифтахов M.U.,~7юрина ЛГАТМодели и признаки утеротонической активности простагландинов// Тез. докл. П Всероссийской научной интернет-конференции <'Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и механики многофазных систем». - Уфа, 2004. - С. 117.

8. Бетелина И.Б., Данильян А.П., Тюрина Л.А. Исследование зависимости между структурой и активностью в ряду ароматических аналогов ювенильных гормонов насекомых// Тез. докл. П Всероссийской научной интернет-конференции «Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии ч механики многофазных систем». - Уфа,

2004,- С. 118.

9. Бетелина И.Б., Кирлан С.А., Тюрина JI.A., Зарудий Ф.С., Басченко Н.Ж. Исследование противоязвенной активности синтетических аналогов ПГЕ |// Сборник тез. докл. региональной научно-практической конференции «Информационные технологии в профессиональной и научной деятельности». - Йошкар-Ола, 2005. - С. 116-120.

10. Бетелина И.Б., Кирлан С.А., Мифтахов М.С., Иванова H.A., Тюрина Л. А. Модель распознавания и прогноза противоязвенной активности синтетических аналогов простагландинов// Тез. докл. III Всероссийской научной интернет-конференции «Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и механики многофазных систем». - Уфа, 2005. - С. 42.

11. Бетелина И.Б., Кирлан С.А., Зарудий Ф.С., Басченко Н.Ж., Тюрина Л.А. Структурные особенности противоязвенной активности синтетических аналогов простагландинов// Тез. докл. ГП Всероссийской научной Интернет-конференции «Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и механики многофазных систем». - Уфа,

2005. - С. 43.

12. Бетелина И.Б., Кирлан С.А., Тюрина Л.А. Математическая модель распознавания противоязвенной активности гетероциклических соединений// Сборник материалов международной электронной конференции «Информационно-вычислительные технологии в решении фундаментальных научных проблем и прикладных задач химии, биологии, фармацевтики и медицины». - Москва, 2005. - С .34.

Автор выражает глубокую благодарность д.х.н., проф., чл.-корр. АН РБ Мифтахову М.С., д.м.н., проф. Зарудию Ф.С., к.х.н. Ивановой H.A., к.б.н., доц. Басченко Н.Ж., к.х.н. Кирлан С.А., к.б.н. Сапожниковой Т.А. за помощь в работе и обсуждении результатов.

Лицензия на издательскую деятельность № Б848! 84 от 21 04 99 г Подписано в печать 18.11 2005 г Формат 60x84V|<s Услпечл 1.73 Бумага офсетная Гарнитура Times Тираж !00экз Заказ №05-19 Печать методом ризографии

Типография ГУП НИИБЖД РБ 450005, Уфа, >л 8 Марта, 12/1

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Исследование зависимости между структурой и свойствами химических соединений.

1.1.1. Предпосылки и возможности молекулярного дизайна и прогноза химических соединений с заданными свойствами.

1.1.2. Компьютерные системы и вычислительные методы выявления связи между строением и свойствами химических соединении.

1.1.3. Анализ зависимостей между строением и свойствами в ряду структурных аналогов простагландинов.

1.2. Простагландины в ряду биологически активных веществ. Некоторые биологические и химические свойства простагландинов.

1.2.1. Химическая характеристика простагландинов.

1.2.2. Главные механизмы действия простагландинов.

1.2.3. Особенности строения простагландиновых рецепторов.

1.3. Механизмы биосинтеза простагландинов. Метаболизм простагландинов и их аналогов.

1.3.1. Биосинтез простагландинов.

1.3.2. Метаболизм простагландинов и их аналогов.

1.4. Биологическое и физиологическое действие простагландинов.

1.4.1. Биологическое действие простагландинов.

1.4.2. Физиологическое действие простагландинов.

Актуальность работы. Интерес к проблеме простагландинов (ПГ) химиков, биохимиков, фармакологов связан с высокой биологической активностью этих соединений, их прямым или опосредованным участием во многих физиологических процессах [1-3]. ПГ являются гидроксилированными продуктами превращения в организме полиненасыщенных жирных кислот: эк-затриеновой, экзатетраеновой и экзапентаеновой, отличающихся степенью ненасыщенности. Молекулы простагландинов состоят из двадцати атомов углерода и включают циклопентановое кольцо [4].

Существуют природные и синтетические ПГ. С клинической точки зрения все природные ПГ имеют следующие основные недостатки: быстрый метаболизм (ПГ легко теряют активность под влиянием специфических ферментов) и, следовательно, кратковременность действия; химическая нестабильность; дороговизна; исключительно широкий спектр фармакологического действия, обуславливающий обилие побочных эффектов при терапевтическом введении ПГ-содержащих препаратов [5]. В последнее время в медицине широко используются синтетические аналоги ПГ - вещества, сохраняющие свойства природных ПГ, но обладающие лучшей избирательностью действия, более высокими физиологической активностью и метаболической устойчивостью, что переводит их из разряда локально действующих биологических регуляторов в агенты, циркулирующие по всему организму [6]. Однако существующие препараты на основе синтетических ПГ тоже не лишены ряда побочных эффектов.

Область синтетической химии ПГ быстро развивается. Стимулирование родов, прерывание беременности, лечение бронхиальной астмы и сердечнососудистых заболеваний - вот далеко не полный перечень клинических показаний для применения ПГ. Огромную потребность в ПГ испытывает промышленное животноводство, где новые препараты используются для ускорения селекции сельскохозяйственных животных, для синхронизации половых циклов, для регулирования времени появления приплода [3].

Однако отечественные арсеналы лекарственных ПГ-препаратов на фоне списка препаратов, выпускаемых инофирмами и широко внедрённых в мировую клинику, а также сельское хозяйство, выглядят очень скромными [2]. В связи с этим задача создания новых высокоэффективных лекарственных ПГ-препаратов с селективным действием и минимальными побочными эффектами по-прежнему остается значимой и актуальной. Важным аспектом является поиск ПГ-содержащих препаратов для регулирования процессов развития беременности как у человека, так и у животных (утеротоническая активность), с противовоспалительным, противоязвенным и другими фармакологическими эффектами.

Синтез и биологические испытания аналогов ПГ представляет собой трудоёмкую задачу [2]. Имея ввиду то обстоятельство, что природные ПГ участвуют практически во всех процессах жизнедеятельности организма, реализация принципа селективности предполагает исчерпывающее изучение всех сторон потенциального взаимодействия аналогов ПГ с организмом. Сложность данной проблемы совершенно ясна. Современные требования к доклиническому исследованию токсичности и побочных эффектов включает проведение множества экспериментов по оценке состояния внутренних органов и поведения лабораторных животных, которым исследуемый препарат вводят в течение более длительного периода по сравнению с ожидаемой продолжительностью терапии. Стоимость выявления одного активного препарата, которая отражает синтез и биологические исследования примерно 4-100 тыс. соединений на один препарат, составляет десятки миллионов долларов. При этом вероятность проявления сопутствующих нежелательных эффектов даже в случаях применения известных препаратов весьма высока.

Очевидно, что сокращение объёма синтезируемых "впустую" соединений даже в 2-3 раза, позволит уменьшить затраты на синтез и биологические испытания новых соединений, существенно ускорить поиск оптимальных, наиболее эффективных и безопасных соединений для целенаправленного синтеза, расширить сферу возможных ценных прикладных свойств и уменьшить риск от позднего выявления вредных воздействий применения новых препаратов. Для этого желательно выявить как можно более широкий спектр свойств ещё на стадиях выбора структур для синтеза и испытаний.

За последние годы при выборе структур для целенаправленного синтеза значительное распространение получили подходы, основанные на математических моделях, устанавливающих связь между структурой молекул и биологическим действием, которые реализуются с помощью компьютерных систем прогнозирования активности соединений. Они позволяют получать представления о механизмах биологически важных химических реакций, надежно прогнозировать возможную направленность и эффективность как физико-химических свойств, так и биологической активности новых, еще не синтезированных или синтезированных, но не испытанных на биологическое действие, соединений, проводить молекулярный дизайн структур с заданными свойствами и на этой основе давать рекомендации химикам-синтетикам [7]. Поэтому несомненный интерес представляет вопрос изучения связи «структура - свойства» (ССС).

С учетом выше изложенного сформулированы основная цель и задачи исследований.

Цель работы. Создание математических моделей прогноза, молекулярный дизайн и прогноз аналогов простаглацдинов с противоязвенной и утеротонической активностью на основе анализа связи их строения и фармакологического действия. В соответствии с целью исследования были поставлены и решены следующие задачи:

1. Выявление структурно-функциональных характеристик, оказывающих влияние на проявление противоязвенной (ПА) и утеротонической (УА) активности.

2. Формирование, анализ и апробация моделей распознавания и прогноза.

3. Выбор расчётных базовых структур как основы для молекулярного дизайна, определение направлений химической модификации, молекулярный дизайн и прогноз потенциально перспективных соединений с ПАиУА.

Научная новизна. Впервые выявлены теоретические закономерности, связывающие строение синтетических аналогов ПГ с их ПА и УА, заключающиеся в том, что: определены структурно-функциональные характеристики молекул простагландинов, оказывающие влияние на проявление ПА и УА (как для каждого вида активности отдельно, так и в комплексе): а) выраженное положительное влияние на ПА оказывают следующие группы: С=0-(СН2)п, С=0-0, S4-(CH2)n (при п>4); на УА: <Э-С=С-С=С, О, О-С=С, CH2sem -CH-Sl; отрицательными признаками для ПА являются С-С-СН-S1, С=0-СН2гет-СН2> CH-S1, для УА - СН3, CH^CH^io-CH, (СЩ 4A(rCH-Sl. б) одновременное положительное влияние на проявление ПА и УА оказывают следующие фрагменты: сера и фрагменты её содержащие; О, Ph, O-Ph, 0-СН2гет> CH2zem-0-Ph; 2,3,4-зам. циклопенгпанон, 2,3,4-зам. циклопентанон-С=С, S4-2,3,4-3om. циклопентанон, ОН-2,3,4-зам. циклопентанон-84. Отрицательное влияние на проявление как УА, так и ПА имеют фрагменты СН3-(СЩ4.10, CH2-S4; 2,3-зам. циклопентанон как отдельно, так и в совокупности с фрагментами СН2гет> С=С, СН-(С=С), S4, CH2-S4. Разнонаправленное воздействие на два вида активности оказывают 2,3-зам. циклопентанон в совокупности с фрагментом СН2гет-(С=С); большинство сложных кислородсодержащих фрагментов', стерический параметр S4 как отдельно, так и в совокупности с СД (С=0)-СН, ОН-2,3-зам. циклопентанон.

- сформированы математические модели распознавания и прогноза аналогов ПГ с ПА и УА, достоверность их при тестировании на структурах обучения и на экзаменационной серии высокая {соответственно от 85 до 98% и от 72 до 100%).

Впервые определены перспективные направления целенаправленного синтеза новых соединений класса ПГ, которые заключаются в том, что:

- определены расчётные ранги ПА и УА для всех исследуемых соединений;

- выявлены базовые структуры, модификации которых наиболее предпочтительны для целенаправленного синтеза потенциально перспективных аналогов ПГ;

- количественно определены вклады фрагментов каждой из исследованных молекул ПГ в активность и расчётные места их модификации;

- осуществлены молекулярный дизайн и прогноз аналогов ПГ с ПА и УА, результаты которых подтверждаются экспериментальными данными о проявлении ПА несколькими сконструированными соединениями.

Практическая ценность. В результате исследований сформированы модели прогноза ПА и УА, выявлены наиболее перспективные соединения, предпочтительные для модификации, заменяемые и вводимые функциональные группы, что является основой для целенаправленного синтеза новых структур с заданными свойствами. Осуществлён молекулярный дизайн и прогноз аналогов ПГ с ПА и УА.

Сформированы компьютерные база данных и база знаний, содержащие сведения, необходимые для дизайна и прогнозной оценки новых соединений. Они внедрены и используются в НИТИГ АН РБ. Результаты исследований применяются при целенаправленном синтезе и определении направлений биотестирования перспективных аналогов ПГ с ПА и УА в ИОХ УНЦ РАН, в образовательном процессе в УГНТУ и БГМУ.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных электронных конференциях «Информационно-вычислительные технологии в решении фундаментальных научных проблем и прикладных задач химии, биологии, фармацевтики и медицины» (Москва, 2004 - 2005 гг.); 2-й и 3-й всероссийских научных интернет-конференциях «Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и механики многофазных систем» (Уфа, 2004 - 2005 гг.); региональной научно-практической конференции «Информационные технологии в профессиональной и научной деятельности» (Йошкар-Ола, 2005 г.);

IV Всероссийском научно-методическом семинаре «Экологически ориенти рованная учебно-исследовательская и практическая деятельность в совре менном образовании» (Санкт- Петербург, 2004 г.) и

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

По разнообразию биологической активности ПГ занимают одно из первых мест среди других классов органических соединений. В связи с высокой биологической активностью ПГ уже с момента их открытия, идентификации структуры и синтеза (70-е годы) было положено начало их применению в качестве лекарственных средств [4]. Многие отрасли современной медицины в настоящее время не мыслятся без препаратов на основе природных и синтетических ПГ, из которых наиболее широко в медицине используются последние.

В настоящее время для применения в различных областях медицины рекомендовано более 1,5 десятков синтетических ПГ. Широкое распространение получили такие препараты на основе синтетических ПГ, как енпростил, никопрост, мизопростол, применяющиеся для лечения язвенной болезни желудка и двенадцатипёрстной кишки. Среди структурных аналогов хорошо зарекомендовали себя ПГ, содержащие арильные заместители, в частности со-арилоксипростагландины, которые нередко сочетают метаболическую стабильность с высокой физиологической активностью и селективностью действия. В эту группу входят сульпростон - высокоэффективный препарат для акушерства и гинекологии, клопростенол и флупростенол - препараты для животноводства и некоторые другие препараты [2].

Область синтетической химии ПГ быстро развивается. ПГ получают биологическим и химическим способами, однако их по-прежнему не хватает: вместе с расширением области применения растет и потребность в них. Сегодня ведется большая работа по созданию новых лекарственных средств на основе простагландинов и простациклинов (бронхолитических, антиагрега-ционных, антигипертензивных, антисклеротических и др.) [3].

Для оптимального поиска фармокологически активных аналогов ПГ важным аспектом является изучение зависимостей, связывающих их строение и действие, что позволяет провести целенаправленный молекулярный дизайн структур простагландинов с заданными характеристиками и прогнозировать их свойства.

116 выводы

Исследовано влияние строения аналогов простагландинов на фармакологическую активность; определены структурно-функциональные характеристики молекул простагландинов, оказывающие влияние на проявление противоязвенной и утеротонической активности (как для каждого вида активности отдельно, так и в комплексе) с учётом их принадлежности к различным функциональным группам, в том числе к циклическим системам и стерическим параметрам. Выраженное положительное влияние на противоязвенную активность оказывают группы С~0-(СН^п, С-О-О, S4-(СН^п, на утеротоническую активность - 0-С=С~С=С, 0-С=ССН2гетг CH-S1. Отрицательными признаками для противоязвенной активности являются C-C-CH-S1, С=0-СН2гет'СН2, CH-S1, для утеротонической активности - СН3, СН^СН^^кгСН, (CH^irCHSl. Сформированы математические модели распознавания и прогноза аналогов простагландинов с противоязвенной и утеротонической активностью, достоверность их при тестировании на структурах обучения и на экзаменационной серии высокая (соответственно от 85 до 98 % и от 72 до 100 %).

На основе сформированных математических моделей определены расчётные ранги противоязвенной и утеротонической активности для более 140 аналогов простагландинов; выявлены базовые структуры, химическая модификация которых наиболее предпочтительна для целенаправленного синтеза потенциально перспективных простагландинов. Наиболее перспективными по противоязвенной активности являются аналоги простагландинов, которые в а-цепи содержат этильный радикал в сложноэфирной группе; в со-цепи - I6-CH3, 16-ОН группы или диеновый фрагмент. Модификация соединений, содержащих карбоксильную группу в а-цепи; диеновые, фенилсодержащие фрагменты, метальные заместители в ю-цепи, неперспективна.

На основе минимаксного критерия теории игр количественно определены вклады фрагментов каждой из исследованных молекул простагландинов в их противоязвенную и утеротоническую активность и расчётные места их модификации, необходимые для молекулярного дизайна и целенаправленного синтеза. При обобщённом анализе выявлено, что основной тенденцией при определении направлений модификации соединений с противоязвенной активностью, являются замены атома водорода в окси-группе (1 место - 25,7 %), окси-группы, в том числе при асимметрическом атоме углерода (20 %). Выявление этой тенденции даёт возможность, даже не имея полного набора расчётных данных проводить модификации ПГ по указанным направлениям. Осуществлён молекулярный дизайн и прогноз аналогов простагландинов с противоязвенной и утеротонической активностью. Некоторые из конструированных и прогнозированных соединений синтезированы в ИОХ УНЦ РАН. Для двух соединений (К-1 и К-12) противоязвенная активность подтверждается в эксперименте; для других соединений установлен приоритет проведения биоиспытаний в соответствии с данными прогноза.

Сформированы компьютерные база данных и база знаний, содержащие сведения необходимые для дизайна и прогнозной оценки новых соединений, а также сконструированы потенциально активные структуры.

1.А. Юдаев, С.А, Афиногенова, А.А. Булатов и др. Биохиия гормонов и гормональной регуляции // М.: Наука - 1976. - 329с.

2. Г.А. Толстиков, М.С. Мифтахов, Д.Н. Лазарева, Н.Н. Сидоров. Простаг-ландины и их аналоги в репродукции животных и человека. Под ред. В.А. Кулавского. // Уфа: БНЦ Уро АН СССР 1989. - 416с.

3. С.Д. Варфоломеев. Простагландины новый тип биологических регуляторов. // Соросовский образовательный журнал - 1996. - № 1, С.40-47.

4. Простагландины. Под ред. И.С. Ажгихина // М.: Медицина 1978. - 416с.- Р.Г. Бороян. Простагландины: взгляд на будущее. // М.: Знание 1983. -96с.

5. N.A. Nelson, R. С. Kelly and R.A. Johnson. Prostaglandins and the arachido-nic acid cascade. // Chem. Eng. News 1982. - V. 90, P. 30 - 44.

6. C.B. Нижний, Н.А. Эпштейн. Количественные соотношения «химическая структура-биологическая активность» // Успехи химии. 1978. -47(4) - С. 739 -772.

7. Computational Materials Design // Т. Saido (ed.). Springer-Verlag 1999. -320p.

8. B.B. Авидон, Л.А. Лексина. Дескрипторный язык для анализа сходства химических структур органических соединений. // Научно-техническая информация. Сер. Информационные процессы и системы. 1974. - № 12.-С. 22-25.

9. Sulea Т., Oprea T.I., Muresan S., Chan S.L. A Different Method for Streric Field Evalution in CoMFA Improves Model Robustness// J.Chem. Inf. Com-put. Sci. 1997. - 37- P.l 162-1170.

10. M. Karelson. Molecular Descriptors in QSAR/QSPR // New York: Wiley -2000.-P.412.

11. O.A. Раевский Дискрипторы молекулярной струкутры в компьютерном дизайне биалогически активных веществ. // Успехи химии. 1999. - 68 (6) - С. 555-576.

12. M.S. Baskin, E.V. Belenikin, Ekimova, G. Costantino, V.A. Palyulin, R. Pel-licciari, N.S. Zefirov// Dokl. Akad. Nauk 2000 - P.347-351.

13. M.G.B. Drew, J.A. Lumley, N.R. Price. Predicting Ecotoxicology of Organophosphorous Insecticides: Successful Parameter Selection with the Genetic

14. Function Algorithm. // Journal Quantitative Structure-Activity Relationships.- 1999-V 18 (6)-P. 573-583.

15. Э. Стьюпер, У. Брюггер, П. Джуре. Машинный анализ связи химической структуры и биологической активности. Под. ред. Евсеева A.M. //М: Мир 1982. -235с.

16. A. Stuper, P. Jurs. Classification of phsychotropic drugs as sedatives techniques// J.Amer. Chem. Soc. 1975. - V.97. - №1 - P. 182-187

17. V. Poroikov, D. Akimov, E. Shabelnikova, D. Filimonov. Top 200 medicines: can new actions be discovered through computer-aided prediction? // SAR and QSAR in Environmental Research -2001. 12 (4) - P.327-344.

18. P.P. Биглов, B.B. Бурляев, E.B. Бурляева. Комплексная интервальная модель для предсказания количественной активности сложных органических соединений // Электронный обзор

19. М.И. Скворцова, И.И. Баскин, O.JI. Словохотова, В.А. Палюлин, Н.С. Зефиров // Докл. АН СССР. 1996. - Т. 346. - С. 497.

20. М.И. Скворцова, И.И. Баскин, O.JI. Словохотова, В.А. Палюлин, Н.С. Зефиров // Докл. АН СССР. 1992. - Т. 324. - С. 344.

21. В.В. Поройков, Д.А. Филимонов, А.А. Лагунин. Компьютерное прогнозирование спектра биологической активности химических соединений // Электронный обзор.

22. V.V. Poroikov, D.A. Filimonov, and Yu.V. Borodina // J. Chem. Inform. Comput. Sci. 2000. - 40(6) - P.1349-1355.

23. V.A. Palyulin, E.V. Radchenko, and N.S. Zefirov // J. Chem. Inform. Comput. Sci. 2000. - V. 40 - P.659 - 667.

24. Modern Methods of Drug Discovery. A. Hillisch and R. Hilgenfeld (eds.). -Basel: Birkhauser 2003. - 304p.

25. Molecular Dynamics From Classical to Quantum Methods, B. Balbuena and J.M. Seminario (eds.) - Amsterdam: Elsevier. - 1999. - 452p.

26. J.L. Medina-Franco, S. Rodriguez-Morales, C. Juarez-Gordiano, et al. // Journal of Computer-Aided Molecular Design 2004. - 18(5) - P. 345 - 360.

27. Ч.Ш. Кадыров, Л.А. Тюрина, В.Д. Симонов, В.А. Семенов. Машинный поиск химических препаратов с заданными свойствами.//Ташкент.: Фан,- 1989. 164 с.

28. Л.А. Тюрина, Ч.Ш. Кадыров, В.Д. Симонов. Машинный поиск закономерностей строение биологическое действие химических соединений // Итоги науки и техн. Сер. Органическая химия.-М.: ВИНИТИ - 1989. -189 с.

29. Применение теории графов в химии. Под ред. Н.С. Зефирова, С.И.Кучанова. // Новосибирск: Наука 1988.- 306 с.

30. Д. Рувре В кн. Химические приложения топологии и теории графов. Под ред. Р. Кинга. // М.: Мир 1987.- С. 181

31. U. Wedig, L. Schroder. Visualization reveals new structures in solid-state chemistry. // Scient. Сотр. World. -1996. 21 - P.21-22.

32. С.А. Hansh. A quantitative approach to biochemical structure-activity relationships.// Accounts Chem. Res.-1969,- V.2.- P. 232-239.

33. K.A. Burke, T.J. Greebowe, and M.A. Windschitl. Developing and Using Conceptual Copmuter Animations for Chemistry Instruction.// J. Chem. Edu.-1998. V.75 (12)- P.1658-1661.

34. U. Wedig, L. Schroder. Visualization reveals new structures in solid-state chemistry. // Scient. Сотр. World. -1996. 21 - P.21-22.

35. Г.М. Макеев, М.И. Кумсков, A.B. Подосенин Моделирование связи «структура-биологическая активность» с помощью новых пространственных дескрипторов молекул// Хим.-фарм. ж.-1998.-Т.32.-№10.-С.41-45.

36. Cruciani М., Cruciani G. Molecular lipophilicity descriptors: a multivariate analysis Raimund// 12 th European Symposium on QSAR Molecular Modelling and Prediction of Bioactivity.- Programme and Abstracts. - Copenhagen - 1998.- P. 1.04.

37. D. Bradley. Lightening the load for the practicing Chemist// Scient. Сотр. World.- 1997.-30-P.31-32.

38. N.M. Halberstam, I.I. Baskin, V.A. Palyulin, N.S. Zefirov //Int. Symp. CACR-96, Book of Abstracts,- Moscow 1996 - P. 37-38.44

39. A.M. Колбин, А.Ф. Кайбышев, Р.Б. Валитов, О.Г. Калинина. Разработка нового подхода к моделированию связи "структура-активность" // Башкирский химический журнал. 2000. - Т.7. - №4. - С. 62-64.

40. R.D. Cramer, D.E. Patterson, J.D. Bunce. Comparative Molecular Field Analysis (CoMFA) // J. Am. Chem. Soc. 1988. - V.l 10 - P.5959-5967.

41. B.B. Авидон, B.E. Голендер, А.Б. Розенблит. В кн.: Методы представления и обработки структурной информации для анализа связи структура-активность. // Риг: ИОС АН ЛатвССР. 1981. - С. 8

42. В.Е. Голендер, А.Б. Розенблит. Вычислительные методы конструирования лекарств.// Рига: Зинатне. 1978. - 238 с.

43. V.E. Golender, E.R. Vorpagel. 3D QSAR in Drug Design: Theory, Methods and Applications. Kubinyi H. (Ed.) Leiden: ESCOM - 1993. - P. 137-149.

44. M. Pastor, G. Cruciani, and K.A. Watson. A Strategy for the Incorporation of Water Molecules Present in a Ligand Binding Site into a Three-Dimensional Quantitative Structure-Activity Relationship Analysis // J. Med. Chem. -1997.-40(25), P. 4089-4102.

45. Е. Gancia, G. Bravi, P. Mascagni, A. Zaliani. Global 3D-QSAR methods: MS-WHIM and autocorrelation// Journal of Computer-Aided Molecular Design April 2000- 14(3)- P.293-306.

46. D.B. Turner, P. Willett. Evaluation of the EVA descriptor for QSAR studies: 3. The use of a genetic algorithm to search for models with enhanced predictive properties (EVAGA) // Journal of Computer-Aided Molecular Design.-2000- 14(1)-P.l-21.

47. L. Kurunczi et al., MTD-PLS: A PLS-based variant of the MTD method. 2. Mapping ligand-receptor interactions. Enzymatic acetic acid esters hydrolysis// Journal of Chemical Information & Computer Sciences 2002. - 42(4) -P.841-846

48. T.I. Oprea et al. MTD-PLS: A PLS-based variant of the MTD method. A 3D-QSAR analysis of receptor affinities for a series of halogenated dibenzoxin and biphenyl derivatives// Sar & QSAR in Environmental Research 2001. -12(1-2)-P. 75-92.

49. T.L. Oprea //Virtual screening in lead discovery: A viewpoint. Molecules -2002.-7(1)-P. 51-62.

50. М.И. Станкевич, И.В. Станкевич, Н.С. Зефиров // Успехи химии 1998 -57- Р.337-405

51. N.S. Zefirov, V.A. Palyulin, E.V. Radchenko // Dokl. Akad. Nauk. 1997 -352 - P.630-633.

52. V.A. Palyulin, E.V. Radchenko, N.S. Zefirov // J Chem. Inf. Comput. Sci. -2000. 40 - P. 659-667.

53. E.B. Радченко // Автореф. дисс. канд. Наук, МГУ Москва - 2000 - 24 с.

54. A.S. Khamin, V.A. Palyulin, S.E. Tkachenko, N.S. Zefirov //European Symposium on Quantitative Structure-Activity Relationships, Abstracts, Lausanne, September 1-6, -1996. -P. 22.

55. V.N. Viswanadhan, A.K. Ghose, G.R. Revankar, R.K. Robins. // J. Chem. Inf. Сотр. Sci. 1989. - V. 29 - P. 163-172

56. D.J. Weininger // J. Chem. Inf. Сотр. Sci. 1988. - 28 (31). - P.63.

57. M. von Itzstein, W.-Y. Wu, G.B. Kok, M.S. Pegg et all. Rational design of potent sialidase-based inhibitors of influenza virus replication // Nature -1993 -V.363, P. 418-423

58. M.A. Kastenholz, M. Pastor, G. Cruciani, E.E.J. Haaksma, and T. Fox. GRID/CPCA: A New Computational Tool To Design Selective Ligands. // J. Med. Chem. 2000. - 43(16) - P.3033 - 3044.

59. A. Lagunin, A. Stepanchikova, D. Filimonov, V. Poroikov. PASS: prediction of activity spectra for biologically active substances.// Bioinformatics 2000. -16 (8) - P.747-748.

60. Filimonov D.A. et all. Chemical Similarity Assessment Trough Multilevel Neighborhoods of Atoms: Definition and Comparison with The Other Descriptors // J. Chem. Inf. Comput. Sci. -1999. V.39. -P.666-670.

61. A.A. Лагунин, Д.А. Филимонов, B.B. Поройков. Компьютерный поиск потенциальных антигипертензивных соединений комбинированного действия. // Хим.-фарм. журн. 2001. - 35 (7) - С.28-34.

62. V. Poroikov, D. Filimonov. Computer-aided prediction of biological activity spectra. Application for finding and optimization of new leads// Rational Approaches to Drug Design, Eds. H.-D. Holtje, W.Sippl, Prous Science, Barcelona 2001. - P.403-407.

63. S. Anzali, G. Barnickel, B. Cezanne, M. Krug, D. Filimonov, V. Poroikov. Discriminating between drugs and nondrugs by Prediction of Activity Spectra for Substances (PASS). // J. Med. Chem.- 2001 -4 (15)- P.2432-2437.

64. C.M. Новиков, B.B. Поройков, C.H. Тертичников, JI.H. Семеновых. Филимонов Д.А. Анализ тенденций в развитии информационных технологий и обоснование концепции разработки банка токсикологических данных SARET BAZE.// Гигиена и санитария 1997. - №4 - С.3-8.

65. D.M. Sanderson, C.G. Earnshaw. Computer prediction of possible toxic action from chemical structure; the DEREK system. // Hum. and Exp. Toxicol -1991. -V.10 -№4 P. 261-273.

66. Н.Ю. Салмина, И.А. Ходашинский. Система прогнозирования экологической опасности химических соединений// Тез. докл. IX Всес. конф. -Черноголовка 1992. - С. 110-111.

67. А.В. Велик, В.В. Гусева, Ю.А. Зайцев и др. Оценка класса токсичности производных тиазолидина методом потенциальных функций.// Химико-фармацевтический журнал. 1993. - № 12 - С. 34-36.

68. A.S. Ivanov, A.A. Sechenykh, V.S. Skvortsov, A.M. Shkrob, A.I. Archakov. Database mining for new inhibitors of cytochromes P450// Proceedings of the 2nd International Conference on Molecular Structural Biology.- Vienna -1997.- P.62.

69. A.A. Тюрин // Автореф. дисс. канд. хим. наук. Уфа. - 1999. - 24 с.

70. О.В. Тюрина, А.А. Тюрин, В.В. Кирлан и др. // Биомедицинская химия -2004. Т.50, прил. 1, С.61 - 67.

71. JI. А. Тюрина, А. М. Колбин, Р. Б. Валитов // Тез. докл. I Международн. конф. по химии и биологической активности гетероциклов и алкалоидов -Москва-2001.-Т. 2, С.116-121.

72. JI.A. Тюрина, Ф.С. Зарудий, С.С. Волкова, Т.С. Соломонова, А.А. Тюрин и др. Компьютерный поиск новых иммунотропных азолов. // Хим.-фарм. журн. 1996. - №8. - С.35-39.

73. А.А. Тюрин, Ф.С. Зарудий, JI.A. Тюрина, Ф.А. Хлиуллин, Т.С. Соломонова, Р.Б. Валитов. Компьютерный поиск лекарственных средств из класса азолов. // Башкирский химический журнал. 1997. - Т.4. -№4. - С. 49-58.

74. Э.Ф. Токунова, JI.A. Тюрина, Н.А. Никитин, И.Л. Никитина и др. Зависимости "строение-активность" модуляторов микросомальной ферментной системы. Сообщение 1,2. // Хим.-фарм. журнал. 2001. - 35(6) - С-30-39.

75. Т.Р. Зулькарнаев, А.А. Тюрин, Т.С. Соломонова и др. Комплексный подход к изысканию новых антигельминтных препаратов. // Башк. хим. журн. 1998. - Т. 5, № 2. - С. 25-29.

76. M.P.L. Caton, G. Darnbrough, D.J. Hambling, R. Jordan et al. Synthesis and pharmacology of (±)-l l-deoxy-10-hydroxyprostaglandins Ej methyl ester // Prostaglandins 1979. - 18(4) - P.569-576.

77. B.J. Broughton, M.P.L. Caton, E.C.J. Coffee et all. // Prostaglandins 1980. -V. 19-No. 4, P.559-575.

78. M.P.L. Caton, E.C.J. Coffee et all. // Prostaglandins 1984. - V. 27 - No. 5 -P. 761-770.

79. B.J. Broughton, M.P.L. Caton et all. // Prostaglandins 1981. - V. 22. - No. 1 -P. 53-64.

80. N.S. Crossley. The synthesis and biological activity of potent, selective, lu-teolitic prostaglandins // Prostaglandins 1975, V. 10, No. 1, P. 5-17.

81. J. Bowler. Prostane derivatives. Ger Offen 2,835,538. CA 91: 56453W.

82. G.L. Bundy. 2-Decarboxy-2-amino-methyl-9-deoxy-9-methylene-16-phenyl-PGF compounds. US Pat 4,191,707. - CA 93; 114036s.

83. Т.К. Schaaf, H.J. Hess. Synthesis and biological activity of carboxyl-terminus modified prostaglandin analogs. // J. Med. Chem. 1979. - 22(11) - P. 13401346.

84. Т.К. Schaaf, M.R. Johnson, J.F. Eggler et all. // Prostaglandin. Thromboxane. Leukotriene. -1983. V.l 1 - P.313-318.

85. E. Schillinger, G. Prior, A. Spechenbach et all. // Prostaglandins, 1979, V. 18, No. 2, P. 293-302.

86. A.K. Banerjee, B.J. Broughton et al. // Prostaglandins, 1981, V. 22, No. 2, P. 167-182.

87. М.П. Эмбри. Простагландины в репродуктивной функции человека. // М.: Медицина. 1978. - 122с.

88. С.Д. Варфоломеев, А.Т. Мевх. Простагландины молекулярные биорегуляторы. - М.: Изд-во Московского ун-та. - 1985. -308с.

89. А.Н. Кудрин. О некоторых аспектах изучения проблемы простагландинов в биологии и медицине // Тез. докл. I Всесоюзн. конф. Простагландины в эксперименте и клинике. Москва - 1978. - С. 146-148.

90. М.А. Махмудов, Л.С. Персианинов, Е.А. Чернуха, М.А. Ботвин. О механизме действия простагландина // Тез. докл. I Всесоюзн. конф. Простагландины в эксперименте и клинике. Москва - 1978. - С. 149-151.

91. В. Е. Васьковский. Липиды // Соросовский образовательный журнал, 1997-№3 С. 32-37.

92. А. Райлс, К. Смит, Р. Уорд. Основы органической химии. // М.: Мир -1983.-323с.

93. Биохимия липидов и их роль в обмене веществ. Под ред. С.Е. Северина //М.: Наука 1981.-346с.

94. С.Д. Варфоломеев. Инактивация фермента в процессе реакции. Регуля-торная роль. // Биохимия 1984 -49(5) - С.723-735.

95. G.L. Bundy, E.W. Yankee, J.R. Weeks, W.L. Miller. In: Advances in Bioscience. S. Bergstrom, S. Bernhard (Eds) // Braunschweig: Wieweg 1973. -P. 125.

96. B.B. Абрамченко, Н.Г. Багдашкин. Простагландины и репродуктивная система женщины. // Киев: Здоровье. 1988. - 145с.

97. Э. Альберт. Избирательная токсичность /Под ред. Хромова -Борисова Н.В. и ФиловаВ.А., М.: Мир.1971.-420 с.

98. Э.Т. Оганесян, А.В. Погребняк. Применение полуэмпирических кван-тово-механических методов в анализе количественных соотношений структура биологическая активность // Журнал общей химии. -1996. -Т.66. -№2. -С.277-285.

99. С. А. Чернякевич // Клиническая терапия 1998 - № 7 - С. 50 - 54

100. Б. Б. Кузьмицкий // Тез. докл. Всесоюзн. конф. по синтезу и исследованиям простагландинов Минск - 1989 - С. 10 - 11.

101. И. Н. Романова, Н. А. Мизуло, В. А. Козинец // Тез. докл. Всесоюзн. конф. по синтезу и исследованиям простагландинов Минск - 1989 -С. 13.

102. Н. А. Мизуло, И. Н. Романова, Е. М. Кондратенкова // Тез. докл. Всесоюзн. конф. по синтезу и исследованиям простагландинов Минск - 1989 -С. 15.

103. М. Э. Адлер // Автореферат дис. канд. хим. наук Уфа - 1989.

104. М. Cruciani, G. Cruciani Molecular lipophilicity descriptors: a multivariateanalysis Raimund// 12 л European Symposium on QSAR Molecular Modelling and Prediction of Bioactivity - Programme and Abstracts. - Copenhagen, 1998-P. 1.04.

105. Tujrina L.A, Valitov R.B. About the rezults of structure-activity relation of twenty bioactive compounds classes. Abstr. the third world congress of theoretical organic chemists, julay 18-24, 1993.

106. В. И. Георгиевский. Практическое руководство по физиологии сельскохозяйственных животных // М.: Высшая школа 1976, С. 70 - 75.

107. С. Г. Багаева, Д. Н. Лазарева, В. А. Давыдова и др. // Фармакология и токсикология 1986 - № 7 - С.57 - 59.

108. Т. А.Сапожникова// Автореф. дис. канд. биол. наук Уфа - 2004.