Московская Государственная Академия

тонкой химической технологии

им. М.В. Ломоносова

Магистратура по направлению 550800

"Химическая технология и биотехнология"

Кафедра химии и технологии тонких

органических соединений

Магистерская программа 550828

"ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ "

Сборник учебных программ специальных дисциплин Учебно-методическое пособие для магистров Руководство для постдипломного образования Руководитель магистерской программы профессор, акад. РИА Миронов А.Ф.

Москва -1999 г.

2 УДК 547.9(075.8) Рецензент: чл.-корр. РАН, профессор, д.х.н. Мирошников А.И.

Брагина Н.А., Жукова Е.Э., Миронов А.Ф.

Химия и технология биологически активных веществ: учебное пособие для магистров.

Москва, 1999 г.

Представлены учебные программы специальных дисциплин подготовки магистров по магистерской программе 550828 “Химия и технология биологически активных веществ” направления “Химическая и технология биотехнология”. В сборник также включена программа вступительных испытаний в форме экзамена или собеседования для выпускников бакалавриата направления 550800 или студентов, имеющих неполное высшее образование по моноуровневой подготовки химико-технологических ВУЗов.

Учебное пособие предназначено для магистров, а также может быть использовано студентами и бакалаврами для осознанного выбора профиля специальной подготовки на третьей ступени высшего образования.

Подготовлено на кафедре Химии и технологии тонких органических соединений.

Утверждено библиотечно-издательской комиссией МИТХТ им.

Ломоносова ©.

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение Программа вступительного испытания Основы биоорганического синтеза Химия и технология лекарственных веществ Современные физико-химические методы исследования Новые достижения в области синтеза биологически активных соединений Мембранология Основы иммунохимии

ВВЕДЕНИЕ

Магистерская программа 550828 “Химия и технология биологически активных веществ” по направлению 550800 “Химическая и технология биотехнология” реализуется на кафедре химии и технологии тонких органических соединений МИТХТ им. М.В. Ломоносова.

Магистерская программа предусматривает двухлетнее обучение и освоение теоретических курсов по современным направлениям научнотехнического развития химии природных и синтетических биологически активных соединений, закрепление теоретических знаний в период научноисследовательской практики и творческое решение задач биоорганической химии в ходе выполнения магистерской диссертации.

Настоящее учебное пособие представляет собой блок учебных программ специальных дисциплин по следующим разделам:

Специальные технологии:

- Химия и технология лекарственных веществ - Новые достижения в области синтеза биологически активных веществ Специальные методы исследования:

- Современные физико-химические методы исследования органических веществ Специальные главы фундаментальных дисциплин:

- Основы иммунохимии - Основы фариакологии - Мембранология Физико-химические основы специальных технологий:

- Основы биоорганического синтеза Содержание данного пособия соответствует учебному плану подготовки магистров по программе 550828, объем специальных дисциплин составляет 1388 часов. В сборнике программ максимально соблюдена преемственность материала, логичность изложения и взаимосвязь между различными специальными дисциплинами. В пособие включена программа вступительного испытания по базисным дисциплинам: основам биохимии, методам получения и выделения биологически активных соединений, химии и технологии биологически активных соединений.

Учебные программы, включенные в сборник, составлены коллективом преподавателей кафедры ХТТОС: профессором, академиком РИА Мироновым А.Ф. (руководитель магистерской программы);

профессором, чл.-корр. РАН Евстигнеевой Р.П.; академиком РАН Краевским А.А.; профессорами Серебренниковой Г.А., Василенко И.А.;

доцентами Чупиным В.В., Жуковой Е.Э., Кулишом М.А., Себякиным Ю.Л.

ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ

по направлению 550800 “Химическая и технология биотехнология” 1. Основы биохимии.

Общие представления о биомолекулах. Химическая эволюция.

Способность молекул к самоорганизации. Роль нековалентных взаимодействий в функционировании биомолекул. Структура клеток.

Эукариоты и прокариоты. Вирусы.

Белки, их биологические функции. Общие структурные свойства аминокислот. Пептидная связь. Уровни структурной организации белковых молекул. Глобулярные и фибриллярные белки. Структура и функции гемоглобина. Ферменты. Кинетика Михаэлиса-Ментен.

Активный центр. Аллостерическая регуляция. Кофакторы и коферменты.

Нуклеиновые кислоты. Гетероциклические основания, нуклеозиды, нуклеотиды, номенклатура. ДНК и РНК, их пространственная структура.

Биологическая роль ДНК. Репликация ДНК, транскрипция, трансляция.

Биосинтез белка и его регуляция. Генетический код. Структура т-РНК.

Индукция синтеза белков, опероны, репрессоры, промоторы. Мутации генов.

Липиды. Структура липидов. Глицеролипиды, гликолипиды, холестерин. Фосфолипиды. Свойства фосфолипидов. Липидный бислой.

Структура биологических мембран. Транспорт через мембраны. Мембраны как преобразователи внешних сигналов и энергии. Механизм работы АТФаз. Передача гормональных сигналов и нервного импульса.

Углеводы. Моносахариды, дисахариды, олигосахариды и полисахариды. Особенности строения. Понятие о гликозидной связи.

Гликопротеины и гликолипиды. Биологические функции углеводов.

Метаболизм. Катаболизм и анаболизм. АТФ, структура и свойства.

Гликолиз. Окисление жирных кислот. Цикл лимонной кислоты. Перенос электронов и окислительное фосфорилирование. Представления о биосинтезе углеводов, липидов, аминокислот и нуклеотидов.

Регуляция биохимических процессов. Общие представления о гормонах. Стероидные гормоны. Биогенные амины. Механизмы внутриклеточного ответа. Вторичные мессенджеры.

2. Методы получения биологически активных соединений.

Биоорганический синтез – основной путь создания химической структуры биологически активных соединений (БАС). Особенности химического синтеза БАС.

Методы введения функциональных групп.

Галогенирование. Непосредственное галогенирование – каталитический, термический и фотохимический методы. Фторирование органических соединений. Реагенты и особенности реакции. Хлорирование парафинов, ненасыщенных, ароматических, гетероциклических соединений, спиртов, эфиров, альдегидов и кислот. Бромирование.

Иодирование. Реакция Хунсдикера. Использование галогенводородов, галоидных соединений серы (тионилхлорид и хлористый сульфурил) и фосфора (трехвалентного и пятивалентного). Фосген и его производные (способы получения и основные реакции). Галогенирование с использование органических соединений (диоксандибромид, хлоргидрат дибромпиридина, гипогалогениты, N-бромсукцинимид и др.). Анализ органических соединений, содержащих атом галогена. Замена галогена на другие атомы и группы.

Сульфирование. Реагенты сульфирования. Особенности реакций.

Нитрование. Регенты. Нитрование алифатических и ароматических соединений.

Фосфорилирование. Реакции фосфорилирования при создании фосфомоно-, ди-, триэфирной структуры органичеких соединений.

Хлорфосфатный, ангидридный, имидазолидный методы фосфорилирования. Метод серебряных солей.

Методы окисления и восстановления для получения БАС.

Общие закономерности окисления. Механизм реакций. Реакции окисления у атома углерода. Окисление метильных и метиленовых групп до первичных и вторичных спиртов, альдегидов и кетонов, карбоновых кислот. Превращение спиртов в карбонильные соединения. Окисление кратных углерод-углеродных связей. Окисление у гетероатомов - азота, серы и др. Реагенты, условия проведения реакций.

Типы восстановления. Методы гидрирования. Гомогенный и гетерогенный катализ. Катализаторы, их получение и свойства.

Гидрирование двойных, тройных связей и ароматического кольца.

Гидрирование карбонильной группы в альдегидах, кетонах и карбоновых кислотах. Гидрогенолиз, особенности его проведения. Образование новых связей при гидрировании. Оксосинтез, катализаторы, условия проведения.

Синтез аминов из альдегидов и аммиака. Использование для восстановления простых и смешанных гидридов металлов. Восстановление электрофильными гидридами. Восстановление под действием металлов.

Реакции восстановления Оппенауэра-Меервейна-Пондорфа, КанниццароТищенко.

Методы создания и модификации химической структуры БАС.

Конденсации. Типы реакций. Реакции альдегидов и кетонов с аминосоединениями, спиртами. Реакция Виттига. Взаимодействие карбонильных соединений с С-Н-кислотами. Альдольно-кротоновая конденсация. Реакция Кневенагеля, Перкина. Реакция Манниха. Синтез глицидных эфиров по Дарзану. Сложноэфирная конденсация по Кляйзену.

Условия проведения, катализаторы. Сложноэфирное расщепление.

Взаимодействие С-Н-кислот с олефинами, активированными карбонильными группами. Реакция Михаэля. Реакция Дильса-Альдера.

Конденсации Дэкина-Веста, Арндта-Эйстерта. Реакция Кнорра, конденсация Бишлера-Напиральского.

Перегруппировки. Классификация перегруппировок.

Электрофильные и нуклеофильные перегруппировки. Миграция углеродного остатка от одного атома углерода к другому углеродному атому. Карбокатионы. Миграция углеродного остатка С-гетероатом.

Перегруппировки, включающие миграцию от гетероатома к атому углерода, миграцию углеродного остатка между двумя гетероатомами, перемещение гетероатомного остатка от гетероатома к атому углерода.

Перемещение гетероатомного остатка между двумя атомами углерода (аллильная перегруппировка, превращение перегруппировки в ароматическом ряду.

Ацилирование. Ацилирование в ароматическом ряду. Реакция Фриделя-Крафтса, условия проведения, реагенты, катализаторы.

Формилирование ароматических соединений. Реакция Вильсмейера.

Использование элементоорганических соединений Классификация элементоорганических соединений. Методы с использованием магний-, цинк- и кадмий-органических соединений.

Способы получения ртуть-, мышьяк- и фосфорорганических соединений и их применение для синтеза БАС. Соединения бора и их использование.

Методы анализа элементоорганических соединений.

Использование защитных групп в тонком органическом синтезе.

Защитные группы в биоорганической химии. Методы введения и удаления защитных групп для блокирования гидроксильной группы, вицинальных диолов, тиолов, аминогруппы, карбонильной группы, карбоксильной группы, кратных углерод-углеродных связей, С-Н-связей.

3. Основы биоорганического синтеза.

Белки и пептиды. Аминокислоты. Строение. Методы получения аминокислот: химические, ферментативные, микробиологические.

Способы расщепления рацемических аминокислот на оптически активные формы. Пептиды. Строение. Стереохимия пептидной связи. Принципы создания пептидной связи. Защитные группы, используемые в пептидном синтезе.

Методы создания пептидной связи. Синтез пептидов с использованием полимеров. Модификация природных пептидов.

Нуклеиновые кислоты. Синтез природных и модифицированных гетероциклических оснований пуринового и пиримидинового ряда.

Нуклеозиды. Методы синтеза рибо- и 2-дезоксирибонуклеозидов.

Особенности стереохимии гликозилирования в ряду рибо- и дезоксирибонуклеозидов. Методы модификации нуклеозидов.

Нуклеотиды. Методические проблемы синтеза нуклеотидов. Защита NН2и ОН-групп. Фосфорилирующие агенты. Методы фосфорилирования с применением активирующих агентов. Фосфитный метод синтеза нуклеотидов. Стратегия синтеза отдельных типов нуклеотидов.

Использование ферментов в синтезе нуклеотидов. Синтез нуклеотидных коферментов: нуклеозидполифосфаты, НАД, НАДФ, ФАД, КоA. Олиго- и полинуклеотиды. Химический синтез: фосфодиэфирный, фосфотриэфирный, фосфитный методы. Твердофазный метод синтеза олигонуклеотидов. Химико-ферментативный синтез функционально значимых фрагментов ДНК и РНК.

Порфирины. Химический синтез пирролов, содержащих различные функциональные группы. Методы получения симметричных и несимметричных порфиринов. Синтез отдельных представителей природных и модифицированных порфиринов. Модификация природных порфиринов и хлорофиллов.

Углеводы. Методы получения гликозидов. Стереохимия реакции гликозилирования. Способы получения 1,2-транс-гликозидов. Метод Кенигса-Кнорра и его модификации. Ортоэфирный и оксазолиновый методы. Методы получения 1,2-цис-гликозидов. Принцип закрепления конфигурации гликозидного центра. Химический синтез олигосахаридов.

Использование полимерной матрицы. Химико-ферментативный синтез полисахаридов. Синтез модельных гликопептидов.

Липиды. Синтез высших жирных кислот. Методы получения природных и модифицированных эйкозаноидов. Ацильные липиды.

Способы ацилирования. Синтез энантиомерных диацилглицеринов. Синтез нейтральных липидов с простой эфирной связью. Фосфолипиды.

Особенности фосфорилирования в химии липидов. Химический синтез глицерофосфолипидов. Фактор активации тромбоцитов, его аналоги и антагонисты. Получение полиглицерофосфолипидов, фосфоинозитидов.

Использование ферментов в синтезе фосфолипидов. Сфинголипиды.

Сфингофосфолипиды. Стереоспецифический синтез сфинголипидных оснований. Гликолипиды. Синтез глицерогликолипидов, сфингогликолипидов.

1.1. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж.

Молекулярная биология клетки. В 5-ти томах. - М.: Мир, 1987.

1.2. Ленинджер А. Основы биохимии. В 3-х томах. - М.: Мир, 1988.

2.1. Сайкс П.. Механизмы реакций в органической химии. - М.: Химия, 2.2. Преображенский Н.А., Евстигнеева Р.П. (ред.) Химия биологически активных природных соединений. - М.: Химия, т. 1. 1970, т. 2. 1976.

2.3. Евстигнеева Р.П. Тонкий органический синтез. - М.: Химия, 1991.

2.4. Пассет Б.В., Воробьева В.Я. Технология химико-фармацевтических препаратов и антибиотиков. - М.: Медицина, 1977.

3.1. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия.- М.: Просвещение, 1988.

3.2. Евстигнеева Р.П., Звонкова Е.Н., Серебренникова Г.А., Швец В.И.

Химия липидов. - М.: Химия, 1983.

3.3. Аскаров К.А., Евстигнеева Р.П., Миронов А.Ф., и др. Порфирины, структура, синтез.- М.: Наука, 1986.

3.4. Якубке Х.Д., Ешкайт Х. Аминокислоты, пептиды, белки.- М.: Мир, Программа составлена акад. РИА, проф. Мироновым А.Ф., проф.

Серебренниковой Г.А., асс. Брагиной Н.А.

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«ОСНОВЫ БИООРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА»

ВВЕДЕНИЕ

Базовый лекционный курс «Основы биоорганического синтеза»

читается в 1 семестре. Объем учебной дисциплины - 182 час., из них аудиторная нагрузка - 112 час., самостоятельная работа студентов - 70 час.

Форма итогового контроля - экзамен.

Курс знакомит студентов с основными методами химического, химико-ферментативного синтеза биологически активных соединений:

белков, нуклеиновых кислот, липидов, углеводов, порфиринов.

СОДЕРЖАНИЕ

БЕЛКИ И ПЕПТИДЫ

Аминокислоты. Строение. Методы получения аминокислот:

химические, ферментативные, микробиологические. Способы расщепления рацемических аминокислот на оптически активные формы.

Пептиды. Строение. Стереохимия пептидной связи. Принципы создания пептидной связи. Защитные группы, используемые в пептидном синтезе:

NН2-защитные группы, СООН-защитные группы, защита боковых функциональных групп. Способы их введения и снятия. Методы активации карбоксильной группы. Методы создания пептидной связи и их сравнительная характеристика.

Синтез пептидов с использованием полимеров. Полимеры активаторы, полимерные конденсирующие агенты, носители (твердофазный синтез пептидов). Особенности синтеза биологически активных пептидов, содержащих дисульфидные связи. Модификация природных пептидов.

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

Синтез природных и модифицированных гетероциклических оснований пуринового и пиримидинового ряда.

Нуклеозиды. Методы синтеза рибо- и 2-дезоксирибонуклеозидов:

гликозилирование оснований, методы с использованием N-гликозильных предшественников, переход от рибо- к дезоксирибонуклеозидам.

Особенности стереохимии гликозилирования в ряду рибо- и дезоксирибонуклеозидов. Методы модификации нуклеозидов.

Нуклеотиды. Методические проблемы синтеза нуклеотидов. Защита NН2- и ОН-групп. Фосфорилирующие агенты на основе стабильных производных фосфорной кислоты. Методы избирательного фосфорилирования нуклеозидов. Моно- и бисфункциональные фосфорилирующие агенты. Их сравнительная оценка. Методы фосфорилирования с применением активирующих агентов. Фосфитный метод синтеза нуклеотидов. Стратегия синтеза отдельных типов нуклеотидов. Использование ферментов в синтезе нуклеотидов.

Синтез нуклеотидных коферментов: нуклеозидполифосфаты, НАД, НАДФ, ФАД, КоА. Олиго- и полинуклеотиды. Химический синтез:

фосфодиэфирный, фосфотриэфирный, фосфитный методы. Методы активации при создании межнуклеотидной связи. Ступенчатый синтез рибо- и дезоксирибополинуклеотидов. Блочный метод. Синтез на полимерных носителях. Твердофазный фосфотриэфирный метод синтеза олигонуклеотидов: фосфатный и фосфитный варианты.

Использование ферментов в синтезе олиго- и полинуклеотидов.

Химико- ферментативный синтез функционально значимых фрагментов ДНК и РНК.

ПОРФИРИНЫ

Химический синтез пирролов, содержащих различные функциональные группы. Получение симметричных порфиринов путем конденсации по монопиррольному типу. Синтез порфиринов из дипирролилметанов и дипирролилметенов. Использование разомкнутых тетрапиррольных систем (билены, биладиены, оксобиланы) при получении порфиринов различного типа. Сравнительная оценка методов. Синтез отдельных представителей природных и модифицированных порфиринов.

Модификация природных порфиринов и хлорофиллов.

УГЛЕВОДЫ

Методы получения гликозидов. Особенности стереохимии реакции гликозилирования. Эффект соучастия сложноэфирной группы. Способы получения 1,2-транс-гликозидов. Метод Кенигса-Кнорра и его модификации. Ортоэфирный и оксазолиновый методы. Факторы, влияющие на стереоспецифичность реакции. Методы получения 1,2-цисгликозидов. Принцип закрепления конфигураций гликозидного центра.

Химический синтез олигосахаридов. Использование полимерной матрицы.

Химико-ферментативный синтез полисахаридов. Синтез модельных гликопептидов.

ЛИПИДЫ

Синтез высших жирных кислот. Получение биопредшественников простагландинов. Методы получения природных и модифицированных эйкозаноидов. Основные проблемы синтеза ацильных липидов. Защита ОН-групп. Способы ацилирования. Синтез энантиомерных диацилглицеринов. Синтез отдельных классов нейтральных ацильных липидов. Синтез нейтральных липидов с простой эфирной связью:

алкильные и 1-алкенильноэфирные (плазмалогены). Методы алкилирования и введения 1-алкенильноэфирной группы в производные глицерина. Синтез нейтральных плазмалогенов.

Фосфолипиды. Особенности фосфорилирования в химии липидов.

Химический синтез глицерофосфолипидов. Фактор активации тромбоцитов, его аналоги и антагонисты. Получение полиглицерофосфолипидов, фосфоинозитидов. Использование ферментов в синтезе фосфолипидов. Принцип стерического отбора с применением фосфолипазы А2, область использования фосфолипаз С и D.

Сфинголипиды. Сфингофосфолипиды. Стереоспецифический синтез сфинголипидных оснований. Особенности фосфорилирования в ряду сфинголипидов. Гликолипиды. Синтез глицерогликолипидов, сфингогликолипидов. Получение липидов, содержащих различные метки:

дейтериевые, флуоресцентные зонды, ЭПР-метки.

Основная:

1. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия. - М.: Просвещение, 2. Преображенский Н.А., Евстигнеева Р.П. (ред.) Химия биологически активных природных соединений. - М:, Химия, т. 1. 1970, т. 2. 1976.

Дополнительная:

1. Евстигнеева Р.П., Звонкова Е.Н., Серебренникова Г.А., Швец В.И.

Химия липидов. - М.: Химия, 1983.

2. Аскаров К.А., Евстигнеева Р.П., Миронов А.Ф., и др. Порфирины, структура, синтез. - М.: Наука, 1986.

3. Якубке Х.Д., Ешкайт Х. Аминокислоты, пептиды, белки. - М.: Мир, 1985.

Программа составлена проф., д.х.н. Серебренниковой Г.А.

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ»

ВВЕДЕНИЕ

Курс лекций «Химия и технология лекарственных веществ» читается в рамках Специальных дисциплин во 2 семестре. Объем – 104 час. Форма учебных занятий – лекции (4 час./нед.), лабораторные работы (4 час./нед.).

Форма контроля – экзамен, зачет.

Курс «Химия и технология лекарственных веществ» является одним из профилирующих курсов по подготовке специалистов в области биологически активных веществ. Задачей курса является ознакомление студентов с основными классами лекарственных веществ и технологией их получения. Особое внимание уделяется целенаправленному созданию новых лекарственных препаратов и введению их в практику. При этом рассматриваются механизмы действия лекарственных препаратов, их лекарственные формы, законодательные акты, разрешающие применение лекарственных веществ, экологические и экономические аспекты производства. Для закрепления знаний по курсу студенты выполняют два индивидуальных домашних задания. В процессе освоения курса используются знания, полученные в курсах органической, неорганической, аналитической, физической и коллоидной химии, процессов и аппаратов, общей химической технологии.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА.

Лекарственные вещества, определение, применение, особые требования к лекарственным препаратам. Системы контроля лекарственных препаратов. Государственная фармакопея. Классификация лекарственных веществ. Превращения лекарственных веществ в биологических системах. Основные принципы действия лекарственных веществ. Понятия о фармакокинетике и фармакодинамике.

История создания производства лекарственных препаратов. Общая методология их получения. Выбор источника сырья. Разработка схемы получения (химический и биотехнологический синтез). Выбор метода очистки и идентификации целевого соединения.

2. ХИМИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА.

2.1. Противомикробные средства. Классификация. Сульфаниламидные препараты. Общие методы синтеза. Синтез белого стрептоцида, сульфадимезина, сульфадиметоксина и фталазола. Механизм действия сульфаниламидных препаратов.

2.2. Антибиотики. Общая характеристика. Классификация. Особенности действия. -лактамные антибиотики. Стрептомицины, тетрациклины, аминогликозиды, макролиды, левомицетин. Микробиологическое цефалоспоринов.

2.3. Противотуберкулезные препараты. Препараты I-го ряда (ПАСК, изониазид). Препараты II-го ряда (солютизон, этоксид, протионамид).

Методы синтеза. Механизм действия.

2.4. Противовирусные препараты. Классификация. Особенности вирусных инфекций. Химиотерапия вирусных заболеваний. Принципы действия противовирусных препаратов. Препараты группы адамантана (ремантадин), оксопроизводные тетралина (оксолин). Синтезы ремантадина и оксолина. Белковые противовирусные препараты.

Интерферон. Принцип действия. Пути поиска лекарственных препаратов против ВИЧ.

Синтез азидотимидина, ацикловира. Создание и использование вакцин для борьбы с вирусными заболеваниями.

2.5. Противоопухолевые препараты. Классификация. Антиметаболиты – метотрексат, 6-меркаптопурин, фторурацил. Синтез метотрексата.

Цитотоксические препараты: бис--хлорэтиламины (эмбихин, сарколизин, допан, проспидин), этиленимины (бензотеф, тиофосфамид). Комплексы металлов (Pt, Ti, Ru, Rh). Цисплатин.

Природные соединения как противоопухолевые препараты. Алкалоиды (винбластин, винкристин, колхицин). Антибиотики (оливомицин, рубомицин, карминомицин, актиномицин). Ферменты (аспарагиназа).

2.6. Противопаразитарные препараты. Производные фенолов как лекарственные препараты. Гексилрезорцин, синтез и применение.

Производные лактонов. -Сантонин, строение, стереохимические аспекты, биологическое действие.

3. НЕЙРОФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫ.

Общие представления о строении и функционировании нервной системы. Роль передачи нервных импульсов в функционировании нервной системы. Синаптическая передача. Нейромедиаторы.

нейрофармакологических препаратов. Вещества, действующие на ЦНС: средства для наркоза, снотворные, психотропные, анальгезирующие препараты.

3.1. Снотворные препараты. Барбитураты. Синтез веронала и гексенала.

Производные алкилгалогенидов. Хлоральгидрат, бромурал, адалин.

Пептиды -сна.

3.2. Нейролептики. Группа фенотиазина. Промышленный синтез аминазина. Транквилизаторы. Феназепам, синтез. Антидепрессанты.

Ингибиторы МАО, ипрониазид. Психостимуляторы. Фенамин, кофеин, теобромин, теофиллин, ГАМК. Психодислептики (галюциногены).

Гашиш, ЛСД – 25, лизергиновая кислота.

3.3. Анальгетики. Опийные алкалоиды. Заменители морфина. Синтезы промедола, лидола, фенадола. Нейропептиды (энкефалин, эндорфин).

Производные фенилпиразолона (анальгин, амидопирин). Общая схема синтеза.

3.4. Биогенные амины. Отдельные представители (дофамин, адреналин, норадреналин, триптамин, серотонин, гистамин) и мишени их действия. Синтезы адреналина и норадреналина.

4. ВЕЩЕСТВА, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА РЕГУЛЯТОРНЫЕ

МЕХАНИЗМЫ ОРГАНИЗМА.

4.1. Витамины. Классификация. Жирорастворимые витамины, отдельные представители. Синтез витаминов А (ретинилацетата), Е (ацетата dl-токоферола), К1, D (холекальциферола, эргокальциферола).

Водорастворимые витамины. Технологии получения витаминов групп В и С. Биотехнологическое получение витамина В12. Проблемы микробиологического синтеза витаминов. Биотин. Липоевая кислота.

4.2. Гормоны. Основные принципы гормонального действия. Стероидные гормоны. Мужские и женские гормоны. Особенности химического строения. Методы синтеза.

Пептидобелковые гормоны. Инсулин, соматостатин, АКТГ. Методы получения: выделение из природных объектов, синтез и полусинтез, генноинженерные методы.

5. РЕЦЕПТОРЫ.

Общие представления о строении рецепторов. Их роль в механизме действия лекарственных препаратов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Евстигнеева Р.П. Тонкий органический синтез.- М.: Химия, 1990.

2. Яхонтов Л.Н., Глушков Р.Г. Синтетические лекарственные средства. М.: Медицина, 1983.

1. Березовский В.М. Химия витаминов.- М.: Пищ. пром., 1973.

2. Машковский М.Д. Лекарственные средства. I и II т. - М.: Медицина, 1987.

3. XI Фармакопея СССР. - М.: Медицина, I т. 1987. II т. 1990.

4. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия.- М.: Просвещение. 1987.

5. Ed. Ariens E.J. Drug Design.- NY, London: Academic Press.I and II Vol.

1971.

Учебная программа составлена чл.-корр. РАН, проф., д.х.н. Евстигнеевой Р.П.

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«СОВРЕМЕННЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ»

ВВЕДЕНИЕ

Семестр - 3. Объем учебной дисциплины - 168 час., из них аудиторная нагрузка - 84 час., самостоятельная работа студентов - 84 час.

Форма контроля - зачет.

Курс дает основу знаний о современных физико-химических методах исследований химических соединений, природных веществ и различных смесей. Рассматриваются физическая сущность методов, сфера их применения и наиболее эффективное использование конкретных методов для получения информации о составе, структуре и свойствах изучаемых веществ.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Классификация аналитических методов и методов исследования в химии и технологии биологически активных веществ. Типы инструментальных методов исследования. Выбор метода исследования, цифровая и аналоговая записи сигнала. Аналогово-цифровые, цифроаналитические преобразователи. Использование микропроцессоров, дифференциальная и интегральная форма записи сигнала.

2. Соотношение сигнал/шум в получаемой информации. Способы уменьшения соотношения сигнал/шум. Базы данных. Оформление результатов эксперимента.

3. Хроматографические методы. Классификация и области применения.

Тонкослойная хроматография. Сорбенты. Высокоэффективная жидкостная хроматография.

4. Введение радиоактивных меток и измерение радиоактивности. Типы ядерных распадов, используемых в биохимии. -Распад, -распад.

Измерение -радиоактивности жидкостными сцинтилляционными счетчиками.

5. Приготовление образцов. Регистрация -лучей. Авторадиография, молекулярная авторадиография. Ядерные эмульсии, используемые в исследованиях биологически активных веществ.

6. Электрофорез. Теория электрофореза. Виды электрофореза. Зональный электрофорез. Непрерывный электрофорез. Изоэлектрическая фокусировка. Электрофорез в гелях. Высокоэффективный капиллярный электрофорез.

7. Спектральные методы исследования биологически активных веществ.

Классификация. Электронная спектроскопия в ультрафиолетовой и видимой области. Инфракрасная спектроскопия. Спектроскопия комбинационного рассеяния. Теория каждого метода. Аппаратура для измерения поглощения.

8. Флуоресцентная спектроскопия. Общая теория флуоресценции.

Перенос энергии. Эксимеры. Поляризация флуоресценции. Собственная и внесенная флуоресценция. Основные приборы и принципы их работы.

Использование метода в исследовании биологически активных веществ.

9. Дисперсия оптического вращения (ДОВ) и круговой дихроизм (КД).

Теория ДОВ и КД. Относительная оценка методов ДОВ и КД.

Аппаратура для измерения ДОВ и КД. Интерпретация кривых ДОВ и 10. Ядерно-магнитный резонанс и электронный парамагнитный резонанс.

Сравнение методов. Информация, предоставляемая ЯМР- и ЭПРметодами. Спектры высокого разрешения, спектры широких линий.

Основы импульсной техники. Измерение времени релаксации Т1 и Т2.

Двумерная спектроскопия. Динамические эффекты в ЯМРспектроскопии.

11. Масс-спектрометрия. Теория метода. Классификация. Определение молекулярной массы. Изучение фрагментации. Специальные приемы.

Аппаратура для масс-спектрометрии.

12. Рентгено-структурный анализ. Теория метода. Особенности приготовления образцов. Аппаратура метода. Интерпретация результатов исследования.

Основная:

1. Principals of instrumental analysis. D.S.Koog, J.J. Leary. Sander College Publ., New York, 1992.

2. Фрайфельдер Д. Физическая биохимия. - М.: Мир, 1980.

3. ЯМР-спектроскопия в органической химии. Ионин Б.И., Ершов Б.А., Кольцов А.И. - Ленинград : Химия, 1983.

4. Оптический круговой дихроизм. Беллюз Л., Легран М., Грошан М. - М.:

5. Геккелер К., Экштайн Х. Аналитические и препаративные лабораторные методы. - М.: Химия, 1994.

Дополнительная:

1. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. - М.: Мир, 1976.

2. Бахищев Н.Г. Введение в молекулярную спектроскопию.- Л.: Изд-во ЛГУ, 1987.

3. Physical chemistry. Atkins P.W. - Oxford: Oxford University Press, 1990.

4.Шатц В.Д., Сахарова О.В. Высокоэффективная жидкостная хроматография. - Рига: Знание, 1988.

Учебная программа составлена проф., д.х.н. Василенко И.А.

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«НОВЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ СИНТЕЗА

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

ОТ СТРУКТУРЫ ФЕРМЕНТА ДО СИНТЕЗА ЛЕКАРСТВА»

ВВЕДЕНИЕ

Лекционный курс «Новые достижения в области синтеза биологичеки активных соединений» читается в 3 семестре. Объем учебной дисциплины - 56 час., из них аудиторных - 28 час., самостоятельная работа студентов час. Форма контроля - зачет.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ в проблему вирусных инфекций человека и создания антивирусных лекарственных препаратов. Место вызываемых вирусами болезней и их связь с другими инфекционными болезнями, а также генетическим и иммунным статусом людей.

Общая классификация болезнетворных вирусов человека. Принципы структурной организации вирусов. Методы исследования структуры макромолекулярных природных частиц. Генетическая основа различных типов болезнетворных вирусов человека и их классификация.

Принципиальные схемы репродукции названных типов вирусов в клетках человека.

РНК-содержащие вирусы (пикорнавирусы - вирус гепатита А; тогавирусы - энцефалиты; ортомиксовирусы и парамиксовирусы).

Двухспиральные РНК-вирусы (реовирусы диарреи, лихорадки).

Принципиальные схемы репродукции основных типов вирусов в клетках человека.

РНК-содержащие вирусы, реплицирующиеся через провирусные ДНК (ретровирусы, вирусы иммунодефицита). ДНК-содержащие вирусы (вирусы группы герпеса - герпес простой, цитомегаловирус). ДНК-вирусы, реплицирующиеся с участием обратной транскрипции (гепадна-вирусы вирус гепатита В). Онковирусы (вирус японской лихорадки НТLV-1).

Взаимоотношение вирус - клетка. Общее представление о клетке и принципе компартментализации анаболитических процессов в клетке.

Взаимодействие вируса с клеточной мембраной, раздевание и диффузия в клетку, поиск генетическим аппаратом вируса своего компартмента в клетке, образование многих копий вируса с одновременной гибелью клетки (острая инфекция), включение генома вируса в геном клетки (острая геномная инфекция - образование многих копий вируса с гибелью клетки) и постоянное воспроизводство вируса (хроническая геномная инфекция).

ВИРУСЫ ТИПА ГЕРПЕСА.

Систематика. Структура. Жизненный цикл. Структура генома, его репликация, гены вируса. Схема синтеза ДНК. Некоторые общие принципы репликации ДНК, клеточные анаболитические потоки субстратов биосинтеза ДНК. Транскрипция вирусных ДНК и ее регуляция.

Некоторые общие принципы транскрипции ДНК, клеточные анаболитические потоки субстратов биосинтеза РНК, процессинг проРНК.

Биосинтез вирусных белков. Некоторые общие принципы биосинтеза белков.

Общие представления о лекарственном препарате, требования к нему:

активность, токсичность, биодоступность, клиранс в организме и т.д.

Конструирование и синтез противогерпесных препаратов. Ацикловир, его метаболизм в клетках, молекулярный процесс его действия.

Валцикловир. Ганцикловир. фамцикловир, BVDU, циклобут-G, некоторые новые тенденции.

ГЕПАДНАВИРУСЫ.

Вирус гепатита В человека и родственные вирусы животных. Его распространение в мире. Структура вируса гепатита В, жизненный цикл, схема репликации ДНК вируса, принцип обратной транскрипции, ее роль в репликации вируса. Молекулярные механизмы острой и хронической инфекции, связь с некоторыми онкологическими заболеваниями.

Принципы создания ингибиторов вируса гепатита В человека.

Ингибиторы репликации и обратной транскрипции. Наиболее вероятные кандидаты в лекарственные препараты: 5-метил-ddC, ламивудин, РМЕА и его депо-формы, молекулярный механизм их действия и метаболизм в клетках. Синтез названных препаратов.

ВИРУС ИММУНОДЕФИЦИТАЧЕЛОВЕКА.

История его открытия и исследований, распространение, пандемия, влияние на жизнь человеческого сообщества. Этапы заболевания синдромом иммунодефицита человека.

Типы вируса. Жизненный цикл вируса в общем виде. Типы клеток человека, взаимодействующие с вирусом. Строение ВИЧ. Генетический материал вируса, белки генетического аппарата, белки капсулы, мембрана, гликопротеиды мембраны, участвующие во взаимодействии с клеткой, Вирус и иммунная система человека. Некоторые представления о клеточном иммунитете человека, взаимодействие разных клеток иммунитета друг с другом, понятие клеточного рецептора, структура и роль клеточного рецептора CD4, его роль во взаимодействии с узнающим гликопротеином вируса.

Схема инфицирования клеток, несущих рецептор СD4, ВИЧ.

Взаимодействие вируса с внутриклеточными компартментами и ферментативными системами в процессе жизненного цикла вируса:

инфицирвание лимфоцита, репликация вируса в цитоплазме клетки, транспортирование в ядро, интегрирование в геном клетки, активная (острая) и хроническая репликация вируса. Жизненный цикл инфицированных клеток, механизмы и динамика их гибели.

Структура генома ВИЧ-1 и ВИЧ-2. Гены ферментов вируса, гены структурных белков, регуляторные гены, длинные концевые повторы.

Регуляторный цикл ВИЧ, взаимоотношения белковых продуктов геноврегуляторов между собой и клеточными регуляторами. Принципы транс- и цис-активации. Структурное подобие ВИЧ и вирусов иммунодефицита обезьян.

Транскрипция провирусного генома, биосинтез белков вируса, сборка вирусных частиц и их диффузия из клеток. Молекулярные процессы при разрушении клеток крови, влияние вирусов на статус крови, образование синцитиев, механизмы токсичности.

Изменчивость ВИЧ и ее влияние на патогенез заболевания.

Взаимодействие ВИЧ с клеточной мембраной, пути блокирования этого процесса как первый этап возможной терапии. Аналоги рецептора СD4 и вирусного белка gp120.

Цикл репликации геномного материала вируса и этапы ингибирования его. Обратная транскриптаза, ее строение, ее сходство и отличие по сравнению с ДНК-полимеразами человека. Общие представления о молекулярных событиях репликации генетического материала вируса и ДНК человека. Вклад различных ДНК-полимераз в процесс репликации.

Точность репликации ДНК человека и вируса.

Ингибиторы обратной транскриптазы - препараты против СПИД.

Азидотимидин, d4С, d2С, d2I, 4ТС. Молекулярный механизм их действия, метаболизм в клетках, молекуляные механизмы токсичности, фармакологические показатели. Процессы образования вирусной и клеточной резистентности к препаратам, пути ее снижения и преодоления.

Химический синтез.

Тенденции в создании новых препаратов - ингибиторов обратной транскрипции, фосфорилированные формы нуклеозидов. Ненуклеозидные ингибиторы. Олигонуклеотидные ингибиторы, принципы смыслового ингибирования продукции вируса.

Ингибиторы интегразы.

Протеаза ВИЧ, ее функция, структура и свойства. Ингибиторы протеазы. Механизм подавления.

ОНКОВИРУСЫ.

НТLV-1 - вирус японской лихорадки. Молекулярный механизм действия, диффузия в клетку, обратная транскрипция, транспорт в ядро, интеграция в геном клетки, онкогенные процесы в клетке. Возможности химиотерапии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Взаимоотношение законов сохранения вида и мутагенного влияния среды обитания на примере вирусов. Особенности мутагенеза вирусов репликационного и рекомбинационного, отличие от мутагенеза высших организмов. Перспективы эволюции вирусов и возникновения новых штаммов, изменение тропности в ряду человек - животные. Вклад вирусов в эволюцию.

ЛИТЕРАТУРА

1. Вирусология, Т.1-3, под ред. Филдса Б., Ченока Д., Ройзмана Б., Мелника Дж., Шоупа Р. - М.: Мир, 1989.

2. Свердлов Е.Д., Тарантул В.3. Структурно-функциональная анатомия и вариабельность генома вирусов иммунодефицита приматов. // Итоги науки и техники. Иммунология. 1992. Т.29. C. 3 - 82.

3. Кочетков С.Н. Молекулярные механизмы экспрессии генов HIV. // Итоги науки и техники. 1992. Т.29. C. 83-122.

4. Краевский А.А., Бибилашвили В.Ш. Подходы к химиотерапии ВИЧинфекций. // Итоги науки и техники. Иммунология. 1992. Т.29. C. 123Куханова М.К., Краевский А.А.. Метаболизм в клетках модифицированных нуклеозидов, подавляющих продукцию ВИЧ. // Итоги науки и техники. Иммунология. 1992. Т.29. C. 163-173.

6. Власов В.В., Свинарчук Д.П. Производные олигонуклеотидов потенциальные ген-направленные препараты для терапии СПИД. // Итоги науки и техники. Иммунология. 1992. Т.29. C. 174-203.

7. Зверев В.В. Перспективы использования рекомбинантных форм СDформ рецепторов в качестве лекарственных препаратов проитив ВИЧифекций. // Итоги науки и техники. Иммунология. 1992. Т.29. C. 204Краевский А.А., Куханова М.К. Репликация ДНК у эукариот. // Итоги науки и техники, Молекулярная биология. 1986. Т.22. C. 3-164.

9. Что наука знает о СПИДе. // В мире науки (Scientific American). 1988. 12.

Учебная программа составлена академиком РАН, проф. Краевским А.А.

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Мембранология» изучается студентами в 1 семестре.

Объем учебной дисциплины - 102 час., из них аудиторной нагрузки-68 час, самостоятельная работа студентов - 34 час. Форма итогового контроля экзамен.

Цели и задачи курса - ознакомление студентов со структурой, физическими, химическими свойствами и функциями биологических мембран.

Используются знания, полученные в курсах - Основы биохимии, Химическая технология биологически активных соединений, Микробиология и биотехнология

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение в предмет мембранологии. Краткий исторический очерк.

Необходимость наличия биологических мембран в клетке. Типы клеточных мембран: плазматическая мембрана, мембрана ядра, митохондриальная мембрана, эндоплазматическая сеть, их общие черты и различия, основные функции. Методы выделения биологических мембран.

2. Основные типы липидов, входящих в состав клеточных мембран:

цвиттер-ионные и отрицательно заряженные глицерофосфолипиды, нейтральные липиды (гликолипиды, холестерин), сфинголипиды.

Жирнокислотный состав природных липидов.

3. Структурообразующие свойства липидов. Самопроизвольное образование мембранных структур в водной среде. Фазовый переход гель - жидкий кристалл. Температура фазового перехода. Физические методы изучения перехода гель - жидкий кристалл: дифракция рентгеновских лучей и нейтронов, дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК), флуориметрия, ЯМР- и ЭПР-спектроскопия.

Биологическое значение фазового перехода гель - жидкий кристалл в клетке.

4. Полиморфизм липидов в водной среде. Типы липидных структур.

Термодинамика полиморфизма липидных структур. Методы изучения липидного полиморфизма: дифракционные методы, спектроскопия 31Р ЯМР. Необходимость полиморных превращений липидов для функционирования биологических мембран.

5. Искусственные мембраны: мономолекулярные слои, плоские бислойные мембраны, липосомы. Условия их образования и применение в качестве модельных систем. Использование липосом в медицине.

6. Структура биологических мембран. Жидкостно-мозаичная модель Синджера-Николсона. Периферические и интегральные белки.

Асимметрия биологических мембран. Гетерогенность липидного состава биомембран.

7. Мембранные белки, принципы их структурной организации.

Выделение, очистка. Определение молекулярной массы, вторичной и третичной структуры мембранных белков.

8. Некоторые другие компоненты биологических мембран: гликолипиды, гликопротеины, жирорастворимые витамины, их структурные и биологические функции в составе мембран.

9. Электричекие свойства мембран. Потенциал внутренних диполей, поверхностный потенциал, трансмембранный потенциал бислоя.

10. Мембранный транспорт. Пассивный транспорт. Явление осмоса.

Простая и опосредованная диффузия. Мембранные поры, молекулы переносчики и ионные каналы. Разнообразие их биологических функций. Активный транспорт. Механизм работы фермента Na+, K+АТФ-азы. Экзоцитоз и эндоцитоз.

11. Биохимические механизмы преобразования энергии, протекающие при участии мембран: окислительное фосфорилирование и фотосинтез.

12. Механизмы межклеточной и внутриклеточной коммуникации. Участие мембран в передаче межклеточной информации: нервный импульс, синаптическая передача.

13. Рецепция и механизм действия гормонов, межклеточные контакты.

Понятие о первичных и вторичных мессенджерах. Цикло-АМФ и фосфоинозитольный пути передачи сигналов.

ЛИТЕРАТУРА

Основная:

1.Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж..

Молекулярная биология клетки. В 5-ти т. - М.: Мир, 1987.

2. Ленинджер А. Основы биохимии. В 3-х т. - М.: Мир, 1988.

3. Бергельсон Л.Д. Мембраны. Молекулы. Клетки. - М.: Наука, Дополнительная:

1. Ивков В.Г., Берестовский Г.Н.. Динамическая структура липидного бислоя. - М.: Наука, 1981.

2. Ивков В.Г., Берестовский Г.Н. Липидный бислой биологических мембран. - М.: Наука, 1982.

3. Котык А., Яначек К. Мембранный транспорт. - М.: Мир, 1980.

4. Марголис Л.Б., Бергельсон Л.Д. Липосомы и их взаимодействие с клетками. - М.: Наука, 1986.

5. Липосомы в биологических системах. Под ред. Г. Грегориадиса, А.

Аллисона. - М.: Медицина, 1983.

Учебная программа составлена доц., д.х.н. Чупиным В.В.

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«ОСНОВЫ ИММУНОХИМИИ»

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Основы иммунохимии» изучается студентами в I семестре.

Объем учебной дисциплины - 56 час., из них аудиторная нагрузка - 28час., самостоятельная работа студентов - 28 час. Форма контроля - экзамен.

Курс дает основу знаний об организационной структуре иммунной системы, функциональных свойствах и структурных особенностях иммуноглобулинов, типах иммунного ответы, а также необходимые знания и навыки в области основных направлений иммунологии.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Назначение курса и его задачи. Краткие сведения по истории иммунологии. Организационная структура иммунной системы.

Иммунитет как защита от возбудителей инфекционных заболеваний, противоопухолевая защита, система нормальной дифференцировки клеток крови и нормального внутриутробного развития плода, элиминирования и утилизации отмирающих клеток, отторжения пересаживаемых клеток, органов или тканей, старения организма.

Основные понятия клеточной структуры эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов.

2. Гипотезы и доказательства работы иммунной системы (инструктивная гипотеза, теория клональной селекции). Главные вопросы иммунологии: как иммунная система распознает миллионы различных чужеродных молекул и реагирует на них; отличает «свои» молекулы от «чужих»; различает отдельные группы внедрившихся организмов или молекул.

3. Типы иммунного ответа. Гуморальный ответ. Центральные и периферические лимфоидные ткани. Схема развития В-клетки.

Антигеннезависимая и антигензависимая стадии развития В-клетки.

Пролиферация и ее последствия, дифференцировка. В-клетки памяти.

Образование зрелых плазматических клеток. Выработка иммуноглобулинов.

4. Структура и функциональные особенности иммуноглобулинов классов Ig M, Ig G, Ig A, Ig D и Ig E. Иммуноглобулин класса М как основной иммуноглобулин первичного иммунного ответа. Основной иммуноглобулин вторичного иммунного ответа. Основной класс антител в секретах. Мембраносвязанный иммуноглобулин.

Особенности поведения иммуноглобулинов, связанных с поверхностью базофилов и тучных клеток.

5. Связывание антител с антигенами. Уравнение обратимой реакции между антителом и антигеном. Константа ассоциации. Сродство, авидность. Возможные способы обнаружения и измерения взаимодействия между антителом и антигеном. Метод Ухтерлони.

Механизмы действия иммуноглобулинов против чужеродных антигенов.

6. Структура L- и H-цепей иммуноглобулинов. Константные и вариабельные области. Гипервариабельные и каркасные участки.

Пространственная структура иммуноглобулинов. Домены, иммуноглобулиновая укладка.

7. Основные механизмы биосинтеза цепей иммуноглобулинов. Репертуар антител. Пулы генов. Транслокация генных сегментов. Механизм переключения формы иммуноглобулина. Механизм переключения класса иммуноглобулина. Аллельное исключение. Изотипические, аллотипические и идиотипические детерминанты в структуре антитела.

8. Система комплемента. Ранние и поздние компоненты литического комплекса. Пути активации комплемента. Классический путь активации – принцип усилителя. Альтернативный путь активации системы комплемента. Реакция обратной положительной связи.

9. Сборка поздних компонентов литического комплекса. Литический комплекс. Каскад комплемента и действие на мембрану. Образование трансмембранного водного канала. Лизис мембраны. Контроль и механизмы регуляции активности компонентов системы комплемента.

10. Ответ клеточного типа. Тимус и периферические ткани. Схема дифференцировки Т-клеток. Типы Т-лимфоцитов и их функции. Тклетки эффекторы и Т-клетки регуляторы. Цитотоксические Тлимфоциты. Т-хелперные клетки. Лимфокины. Т-супрессоры.

Макрофаги.

11. Механизмы узнавания чужеродного антигена. Антигены главного комплекса гистосовместимости. Гликопротеины МНС класса I, структура, распространение. Гликопротеины МНС класса II.

Полиморфизм антигенов главного комплекса гистосовместимости.

Ассоциативное узнавание, возможные механизмы.

12. Принципы иммунокоррегирующей терапии. Иммуностимуляторы препараты фракций тимуса, интерфероны, адъюванты.

Иммунодепрессанты - цитотоксические и алкилирующие средства, моноклональные антитела, антагонисты фолиевой кислоты, циклоспорин А, дидемнин В.

13. Противовирусный иммунитет. Химический состав вирусов. Вирусные антигены. Репродукция вирусов. Возможные механизмы проникновения вирусов в клетку. Реализация генетической информации вирусов.

14. Иммунопатологические реакции. Основные направления химиотерапии вирусных инфекции. Возможные способы конструирования противовирусных вакцин. Гуморальный и клеточный противовирусный иммунитет. Пути «ускользания» вирусов от действия иммунной системы организма. Антигенный дрейф.

ЛИТЕРАТУРА

Основная:

1.Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж.

Молекулярная биология клетки. В 5-ти томах. - М.: Мир, 1987.

2. Иммунология, т. 1-3.- М.: Мир, 1988.

3. Букринская А.Г. Вирусология. - М.: Медицина, 1986.

Дополнительная:

1. Петров Р.В. Иммунология. - М.: Медицина, 1987.

Учебная программа составлена доц., к.х.н. Себякиным Ю.Л.

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

“ОСНОВЫ ФАРМАКОЛОГИИ”

ВВЕДЕНИЕ

Семестр - З. Объём учебной дисциплины - 56 час., из них аудиторная нагрузка - 28 час., самостоятельная работа студентов - 28 час. Форма контроля - экзамен.

Курс дает знания основных понятий и разделов фармакологии:

фармакокинетики, фармакодинамики, фармакогенетики. Рассматриваются вопросы введения, распределения, превращения лекарственных средств в организме, а также современные представления о механизмах действия лекарственных средств, установления взаимосвязи структура-активность, взаимодействия лекарств. Наряду с этим предусматривается ознакомление студентов с основными принципами поиска и создания новых лекарственных средств, их лекарственных форм и госстандартами качества лекарственных препаратов.

Полученные знания могут быть использованы при выполнении научных исследований в области получения синтетических биологически активных веществ, в частности, при разработке новых лекарственных препаратов.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ. Содержание и задачи фармакологии. Основные этапы развития фармакологии. История становления отечественной фармакологии. Особенности терминологии. Понятия фармакологическое вещество, лекарственное средство, лекарственное вещество, лекарственный препарат, лекарственная форма. Номенклатура лекарственных средств. Принципы классификации лекарственных средств. Оценка потребности в лекарственных средствах.

2. РАЗРАБОТКА, ИСПЫТАНИЯ И РЕГИСТРАЦИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ

СРЕДСТВ.

2.1. Создание новых лекарственных средств. Последовательность создания и внедрения лекарственных средств. Этапы поиска новых лекарственных средств: химический синтез, получение из лекарственного сырья и выделение индивидуальных веществ, выделение лекарственных веществ - продуктов жизнедеятельности грибов и микроорганизмов, биотехнология (клеточная и генная инженерия).

2.2. Доклинические исследования. Фармакологические и токсикологические испытания. Клинические испытания. Основные принципы, этапы и методы.

2.3. Государственные стандарты лекарственных препаратов.

Государственный реестр лекарственных средств. Государственная фармакопея. Фармакопейная статья. Обязательные методы контроля качества лекарственных средств. Стандартное лекарственное средство.

Фармакологический стандарт. Стабильность и срок годности.

Биологическая стандартизация.

3. ФАРМАКОКИНЕТИКА.

3.1. Пути введения лекарственных средств (энтеральные и парентеральные). Всасывание. Основные механизмы всасывания (пассивная диффузия, фильтрация через поры мембран, активный транспорт, пиноцитоз). Биодоступность лекарственного вещества.

3.2. Распределение лекарственных средств в организме. Факторы, влияющие на распределение лекарственного вещества. Биологические барьеры. Принципы прохождения веществ через капилляры.

Депонирование. Внеклеточные и клеточные депо.

3.3. Химические превращения лекарственных средств в организме. Пути биотрансформации лекарственных средств. Метаболическая трансформация и коньюгация. Роль ферментных систем организма.

3.4. Пути выведения лекарственных средств из организма. Принципы выведения веществ почками. Кишечно-печеночная циркуляция веществ.

3.5. Моделирование фармакокинетических процессов. Однокамерная фармакокинетическая модель. Фармакокинетические параметры.

Двухкамерная фармакокинетическая модель.

4. ФАРМАКОДИНАМИКА.

4.1. Организационные уровни действия лекарственных средств в организме (системный, органный, клеточный, субклеточный, молекулярный, субмолекулярный).

4.2. Местное и резорбтивное действие лекарственных средств. Прямое и рефлекторное действие. Локализация и механизм действия.

4.3. Рецепторы (специфические и неспецифические). Агонисты, антагонисты. Типы взаимодействия лекарственных средств с рецепторами (ковалентные электростатические, ионные, ион-дипольные, диполь-дипольные, водородные, ван-дер-ваальсовы, гидрофобные).

Принцип действия агонистов на процессы, контролируемые рецепторами (по Рэнгу и Дейлу). Обратимое и необратимое действие.

Избирательное действие.

5. ФАРМАКОГЕНЕТИКА.

Атипичные реакции на лекарства. Наследственные дефекты ферментных систем. Атипичная псевдохолинэстераза. Недостаточность глюкозо-6фосфатдегидрогеназы, ацетилтрансферазы. Акаталазия и гипокаталазия.

Наследственные болезни обмена веществ. Врожденная метгемоглобинемия. Наследственная негемолитическая желтуха. Значение фармакогенетики для клинической фармакологии.

6. ЗАВИСИМОСТЬ ФАРМАКОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ

СВОЙСТВ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ.

6.1. Химическое строение, физико-химические и физические свойства лек.

средств. Гидрофобные и гидрофильные свойства, электронодонорные и электроноакцепторные свойства, стерический фактор, комплементарность с рецептором. Основные принципы исследования связи структура-активность. Конструирование лекарственных средств.

6.2. Дозы и концентрации. Фармакотерапевтические и неблагоприятные эффекты лекарственных средств. Основные, побочные и токсические эффекты. Разовая доза, суточная доза. Пороговые или минимальные действующие дозы. Средние терапевтические дозы. Высшие терапевтические дозы. Токсические и смертельные дозы.

Терапевтический индекс, терапевтическая широта. Курсовая доза.

Ударная доза.

6.3. Повторное применение лекарственных средств. Кумуляция (материальная и функциональная). Привыкание (толерантность).

Перекрестное привыкание. Лекарственная зависимость (психическая и физическая).

6.4. Взаимодействие лекарственных средств. Фармакологическое взаимодействие (фармакокинетический тип, фармакодинамический тип, химическое и физико-химическое взаимодействие лекарственных средств в организме). Фармацевтическое взаимодействие.

Целесообразная комбинация. Несовместимость лекарственных средств (фармакологическая и фармацевтическая).

7. ЗНАЧЕНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ОРГАНИЗМА

ДЛЯ ПРОЯВЛЕНИЯ ДЕЙСТВИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ.

Возраст. Пол. Генетические факторы. Состояние организма. Значение суточных ритмов.

8. ОСНОВНОЕ И ПОБОЧНОЕ ДЕЙСТВИЕ.

Аллергические реакции. Идиосинкразия. Токсические эффекты.

Тератогенное действие, эмбриотоксичность и фетотоксичность.

Мутагенность. Канцерогенность.

ЛИТЕРАТУРА

Основная:

1. Харкевич Д.А. Фармакология. Учебник. - М.: Медицина, 1993.

2. Евстигнеева Р.П. Тонкий органический синтез. Учебное пособие. - М.:

Химия, 1991.

3. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия. - М. : Просвещение, 1987.

4. Базисная и клиническая фармакология. Под ред. Катцунг Б.Г. Пер. с англ. под ред. Звартау Э.Э. - В 2-х томах. - М.: Бином, С-Пб.: Невский Диалект. 1998.

5. Биологический энциклопедический словарь. Гл. ред. М.С. Гиляров. - М.:

Советская энциклопедия, 1989.

6. Федеральный закон "О лекарственных средствах".- М.: Изд-во "Ось-89", 1998.

Дополнительная:

1. Соловьев В.Н., Фирсов А.А., Филов В.А. Фармакокинетика. - М.:

Медицина, 1980.

2. Лакин К.М., Крылов Ю.Ф. Биотрансформация лекарств. - М.: Медицина, 1981.

3. Лепахин В.К., Белоусов Ю.Б., Моисеев В.С. Клиническая фармакология с международной номенклатурой лекарств/ Учебник. - М. : Изд-во УДН, 1988.

4. Машковский М.Д. Лекарственные средства. В двух частях. - М.

:Медицина, 1993.

5. Kenakin T.P. Pharmacologic Analysis of Drug-Receptor Interaction. - N.-Y.:

Raven Press, 1987.

6. The Merck Manual. Sixteeth Edition. - 1992.

Учебная программа составлена доц., к.х.н. Жуковой Е.Э.