Strukturalne podstawy aktywności substancji czynnych

Kurs krystalochemii na poziomie Chemii Medycznej S1. Matematyka na poziomie studiów chemicznych S1.

przedmiot obowiązkowy

Wykład i laboratorium zapoznają studenta z podstawowymi metodami projektowania substancji aktywnych w oparciu o strukturę związku wiodącego i strukturę receptora. Studenci poznają podstawy rentgenowskiej analizy strukturalnej związków małocząsteczkowych oraz białek z użyciem najnowszych wersji programów, oraz krystalografii białek. Studenci zapoznają się z podstawami metod bioinformatycznych dla wyboru receptora oraz określenia miejsca jego oddziaływania ze związkiem aktywnym. Studenci poznają zastosowania informacji strukturalnej w chemii medycznej przez użycie bazy PDB dla powiązania aktywności biologicznej ze strukturą ligandów (leków) i oddziaływaniem lek-enzym. Na przykładzie wybranych przykładów z biochemii i/lub chemii leków zaprezentowane zostaną łatwo dostępne narzędzia umożliwiające teoretyczne badania struktury i oddziaływań międzymolekularnych w makrocząsteczkach, leżące u podstaw ich aktywności biomedycznej.

Studenci poznają podstawy model klucz-zamek i indukowanego dopasowania dla projektowania leków. Omawiane zostaną metody projektowania w oparciu o strukturę celu, związku wiodącego, naturalnych substratów i produktów, oraz stanu przejściowego. Studenci poznają teorię czynników struktury i metody rozwiązania problemu fazowego (metoda Pattersona, metody bezpośrednie). Na zajęciach laboratoryjnych, w oparciu o dane dyfrakcyjne studenci będą rozwiązywać problem fazy metodą Pattersona lub metodami bezpośrednimi. Studenci zostaną również zapoznani z pakietem programów SHELX oraz WinGX do rozwiązania struktury i jej udokładnienia. Na podstawie uzyskanych danych strukturalnych będą przygotowane zbiory Crystal Information File (CIF). Studenci będą weryfikować jakość określonej struktury z użyciem oprogramowania zalecanego przez International Union of Crystallography, oraz Cambridge Crystallographic Data Centre. Studenci wykorzystają wybrane struktury kompleksów białek w bazie PDB do określenia elementów architektury liganda istotnych dla oddziaływań z biomakrocząsteczkami. Na podstawie literatury powiążą aktywność biologiczną z budową ligandów. W oparciu o to studenci podejmą próbę zaprojektowania nowych ligandów.

1. R. B. Silverman, Chemia organiczna w projektowaniu leków, WNT 2004.

2. P. Luger, Rentgenografia strukturalna monokryształów. PWN, 1989.

3. International Tables for Crystallography, vol. A, B, C. Kluwer Academic Publishe, Dodrecht, 1995.

4. Materiały na stronie www International Union of Crystallography https://www.iucr.org/education

Wykład i laboratorium zapoznają studenta z podstawowymi metodami projektowania substancji aktywnych w oparciu o strukturę związku wiodącego i strukturę receptora. Studenci poznają podstawy rentgenowskiej analizy strukturalnej związków małocząsteczkowych oraz białek z użyciem najnowszych wersji programów, oraz krystalografii białek. Studenci zapoznają się z podstawami metod bioinformatycznych dla wyboru receptora oraz określenia miejsca jego oddziaływania ze związkiem aktywnym. Studenci poznają zastosowania informacji strukturalnej w chemii medycznej przez użycie bazy PDB dla powiązania aktywności biologicznej ze strukturą ligandów (leków) i oddziaływaniem lek-enzym. Na przykładzie wybranych przykładów z biochemii i/lub chemii leków zaprezentowane zostaną łatwo dostępne narzędzia umożliwiające teoretyczne badania struktury i oddziaływań międzymolekularnych w makrocząsteczkach, leżące u podstaw ich aktywności biomedycznej.

Studenci poznają podstawy model klucz-zamek i indukowanego dopasowania dla projektowania leków. Omawiane zostaną metody projektowania w oparciu o strukturę celu, związku wiodącego, naturalnych substratów i produktów, oraz stanu przejściowego. Studenci poznają teorię czynników struktury i metody rozwiązania problemu fazowego (metoda Pattersona, metody bezpośrednie). Na zajęciach laboratoryjnych, w oparciu o dane dyfrakcyjne studenci będą rozwiązywać problem fazy metodą Pattersona lub metodami bezpośrednimi. Studenci zostaną również zapoznani z pakietem programów SHELX oraz WinGX do rozwiązania struktury i jej udokładnienia. Na podstawie uzyskanych danych strukturalnych będą przygotowane zbiory Crystal Information File (CIF). Studenci będą weryfikować jakość określonej struktury z użyciem oprogramowania zalecanego przez International Union of Crystallography, oraz Cambridge Crystallographic Data Centre. Studenci wykorzystają wybrane struktury kompleksów białek w bazie PDB do określenia elementów architektury liganda istotnych dla oddziaływań z biomakrocząsteczkami. Na podstawie literatury powiążą aktywność biologiczną z budową ligandów. W oparciu o to studenci podejmą próbę zaprojektowania nowych ligandów.

1. R. B. Silverman, Chemia organiczna w projektowaniu leków, WNT 2004.

2. P. Luger, Rentgenografia strukturalna monokryształów. PWN, 1989.

3. International Tables for Crystallography, vol. A, B, C. Kluwer Academic Publishe, Dodrecht, 1995.

4. Materiały na stronie www International Union of Crystallography https://www.iucr.org/education