Дәрілік заттарды полимерлерге иммобилизациялау алғышарттары. Физиологиялық белсенді полимерлер

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Тапсырма 1
Өздік жумыс
Тақырыбы: Дәрілік заттарды полимерлерге иммобилизациялау алғышарттары. Физиологиялық белсенді полимерлер.
Тапсырмалар:
1. Иммобилизациялау жолдары.
Иммобилизациялау жолдары
Иммобилизация (immobili-satio; лат. immobilis -- қозғалмайтын) - құрылымдық өзгерістерге ұшырамай, ұзақ уақыт бойы барынша жұмыс істеу қабілетін сақтай отырып, ферменттер молекулаларының белсенді орталығын бекітуге мүмкіндік беретін қозғалғыштығын шектеу
Иммобилизация әдістері
1) Физикалық (физикалық факторлар есебінен объектіні тасымалдағышпен байланыстыру (коваленттік байланыс түзусіз)
2) Химиялық (биокатализатор тасымалдағышқа коваленттік байланыс арқылы қосылады)
Ферменттерді иммобилизациялаудың екі негізгі әдісі бар: физикалық және химиялық.
Ферменттердің физикалық иммобилизациясы-бұл ферментті жалпы көлемнің шектеулі бөлігі ғана қол жетімді болатын ортаға енгізу. Физикалық иммобилизация кезінде фермент тасымалдаушымен коваленттік байланыспен байланысты емес. Ферментті байланыстырудың төрт түрі бар:
- ерімейтін тасымалдаушылардағы адсорбция;
- гельді тері тесігіне қосу;
- жартылай өткізгіш септумның (мембрананың) көмегімен ферментті реакциялық жүйенің қалған көлемінен кеңістіктік бөлу);
- фермент еритін және фазалардың біреуінде ғана болатын екі фазалы ортаға қосу.
Ерімейтін тасымалдаушылардағы адсорбция
Нысан тасымалдаушы бетінде ұсталады:
1) адсорбциялық емес спецификалық (ван-дер-ваальсов, ион, гидрофобты, сутектік өзара әрекеттесу және т. б.);
2) электр күштері есебінен (электроадсорбция);
3) адсорбциялық биосецификалық (тасымалдаушы аффинді өзара әрекеттесуге қабілетті лигандтар препараттың компоненттері (ковалентті емес өзара әрекеттесу )

Адсорбциялық иммобилизация әдістері:
а-статикалық;
Б-араластыра отырып;
в-электр шөгуі;
Г, д - бағанадағы қосымшалар

Адсорбциялық иммобилизация-бұл ферменттерді иммобилизациялаудың ең көне әдісі, ол 1916 жылы басталған. Бұл әдіс өте қарапайым және ферменттің сулы ерітіндісі тасымалдаушымен байланысқан кезде қол жеткізіледі. Сіңірілмеген ақуызды жуғаннан кейін иммобилизацияланған фермент қолдануға дайын. Адсорбцияланған фермент молекуласының тасымалдаушы бетінде сақталуы Ван-дер-ваальдардың спецификалық емес өзара әрекеттесуіне, сутегі байланыстарына, тасымалдаушы мен ақуыздың беткі топтары арасындағы электростатикалық және гидрофобты өзара әрекеттесуіне байланысты қамтамасыз етілуі мүмкін. Байланыстырудың әр түрінің үлесі тасымалдаушының химиялық сипатына және фермент молекуласының бетіндегі функционалды топтарға байланысты. Тасымалдаушымен өзара әрекеттесу соншалықты күшті болуы мүмкін, биокатализатордың сорбциясы оның құрылымының бұзылуымен бірге жүруі мүмкін. Мысалы, кейбір өсімдік жасушаларының цитодекс түйіршіктеріне адсорбциясы кезінде жасуша қабырғасы деформацияланып, тасымалдаушы бөлшектердің беткі қабатын қайталайды. Адсорбциялық иммобилизация әдісінің артықшылығы-тасымалдаушылар ретінде әрекет ететін сорбенттердің қол жетімділігі мен арзандығы. Оларға кез-келген конфигурация беріліп, қажетті кеуектілікті қамтамасыз етуге болады. Маңызды фактор - қолданылатын әдістердің қарапайымдылығы. Адсорбциялық байланыстыру кезінде ферментті тазарту мәселесін шешуге болады, өйткені ақуыздың тасымалдаушымен байланысы көптеген жағдайларда өте ерекше. Өкінішке орай, ферменттің тасымалдаушымен байланыстыру күші әрдайым жоғары емес, бұл әдісті қолдануды шектейді. Адсорбциялық иммобилизацияның кемшіліктері тасымалдаушыны дұрыс таңдау және белгілі бір ферментті иммобилизациялаудың оңтайлы жағдайларын жасауға мүмкіндік беретін жалпы ұсыныстардың болмауын қамтуы керек.
Гельдегі ферменттерді иммобилизациялау үшін екі негізгі әдіс бар. Олардың бірінде фермент мономердің Сулы ерітіндісіне орналастырылады, содан кейін полимерлеу жүзеге асырылады, нәтижесінде оған фермент молекулалары қосылған Полимерлі гель пайда болады. Реакция қоспасына көбінесе түзілетін полимерге үш өлшемді тор құрылымын беретін бифункционалды (молекулада екі қос байланыс бар) тігіс агенттері қосылады. Басқа жағдайда фермент дайын полимердің ерітіндісіне енгізіледі, содан кейін ол гель тәрізді күйге ауысады. Полимерлі гельге қосу арқылы ферменттерді иммобилизациялау әдісі биокатализатордың тасымалдаушы көлемінде біркелкі таралуын қамтамасыз ете отырып, кез-келген геометриялық конфигурацияның препараттарын жасауға мүмкіндік береді. Бұл әдіс әмбебап, кез-келген ферменттерді, полиферменттік жүйелерді, жасуша фрагменттерін және жасушаларды иммобилизациялау үшін қолданылады. Гельге қосылған Фермент тұрақты, бактериялық инфекцияға байланысты инактивациядан сенімді қорғалған, өйткені бактериялардың үлкен жасушалары ұсақ кеуекті полимер матрицасына ене алмайды. Сонымен қатар, бұл матрица субстраттың ферментке таралуына айтарлықтай кедергілер тудыруы мүмкін, иммобилизацияланған препараттың каталитикалық тиімділігін төмендетеді, сондықтан жоғары молекулалық салмақтағы субстраттар үшін бұл иммобилизация әдісі мүлдем қолданылмайды.
Иммобилизацияланған ферменттерді қолдану. Иммобилизацияланған ферменттер нәзік органикалық синтезге, талдауға, медицинаға, энергияны конверсиялау процестеріне, тамақ және фармацевтика өнеркәсібіне айтарлықтай үлес қосты.
Иммобилизацияланған ферменттерді әлсіз сигналдарды күшейткіш ретінде де қолдануға болады. Иммобилизацияланған ферменттің белсенді орталығына тасымалдаушы арқылы әрекет етуге болады, соңғысы ультрадыбыстық, механикалық жүктемелерге немесе фотохимиялық түрлендірулерге ұшырайды. Бұл механикалық, ультрадыбыстық және жарық сигналдарының әсерінен фермент - тасымалдаушы жүйенің каталитикалық белсенділігін реттеуге мүмкіндік береді
2. Иммобилизациялаудың артықшылықтары мен кемшіліктері.
Полимерлі тасымалдағыштардың артықшылықтары мен кемшіліктері қандай?
Иммобилизациялық ферменттер үшін тасымалдағыштар. Ферменттерді иммобилизациялауға қолданылатын материалдар келесідей негізгі қасиеттерге ие болуы керек: ерімеуі; жоғары химиялық және биологиялық тұрақтылық; айтарлықтай гидрофильділік; ферменттер, коферменттер және субстраттар, реакция өнімдері үшін де өткізе алу қабілеті; тасымалдағыштың оңай активтелу қабілеті (реакцияға қабілетті формаға өтуі).
Табиғатына байланысты тасығыштар органикалық және бейорганикалық болып бөлінеді. Табиғи тасымалдағыштардың артықшылығына олардың оңай табылатындығы, көпфункциялылығы және гидрофилділігі ал кемшіліктері - биодеградациялануы және бағасының жоғарылығы.
Органикалық полимерлі тасымалдағыштар. Көптеген ферменттерді иммобилизациялау табиғаты органикалық полимерлі тасығыштарда іске асады. Органикалық полимерлі тасымалдағыштарды екі классқа бөлуге болады: табиғи және синтетикалық полимерлі тасымалдағыштар. Өз кезегінде органикалық полимерлі тасығыштардың кластарының өзі құрлымына байланысты топтарға бөлінеді. Табиғи полимерлердің арасынан бөледі, ақуызды, полисахаридті және липидті тасымалдағыштар, ал синтетикалық арасынан - полиметиленді, полиамидті және полиэфирлі.
Бейорганикалық тасығыштардың негізгі артықшылығы - регенерацияның оңайлығы. Синтетикалық полимерлер тәрізді бейорганикалық тасымалдағышқа кез - келген форманы беруге болады және оларды саңылаулықтың қалаған дәрежесінде алуға болады.
Қазіргі кезде дәрілердің ұлпалардың фармакокинетикасын бағытталған модификациялау ықтималдығы, соның ішінде модификатор ретінде препараттарды тасымалдағыштар - биодеградацияланатын және биоүйлесімді полимерлер де қолданылады. Дәріні бағытталған жеткізу фармакологиялық зерттеулердің ең маңызды мәселелерінің бірі болып келетіні сөзсіз. Бұл әсіресе антбиотиктер мен ісікке қарсы химиотерапевтикалық заттарға қатысты. Бұл мәселе дәрі тасымалдағыштары ретінде нанобөлшектерді пайдалану арқылы жарым-жартылай шешіледі Бұл жүйелерде тасымалдағыш - дәрі қатынасы барлық компоненттер өздерінің қасиеттерін сақтайтын аралықта өзгеруі мүмкін, ал полимерлі тасымалдағыштың құрылымын өзгерту, компоненттерді орналастырудың әртүрлі әдістері сияқты мембраналардың өтімділігін биоүлестіру, биотранфсормация мен фармакодинамика сияқты фармаколо- гиялық қасиеттердің жағымды өзгеруіне жол береді. Полимерлі тасымалдағыштарға белгілі фармакокинетика түрі тән болатыны белгілі: ағзада ұзақ уақыт болуы, РЭЖ мүшелерінде жинақталуы, биодеградациялау және биоүйлесімдік.
3. Физиологиялық белсенді полимерлердің молекулаларын құрастыру
Физиологиялық белсенді полимерлер
Физиологиялық белсенді полимерлер-бұл физиологиялық процестерге әсер ету қабілеті бар жоғары молекулалық қосылыстар. Жауап физиологиялық реакция ағзаның немесе оның жеке биологиялық жүйелерінің (жасушалардың, тіндердің, сұйықтықтардың, органдардың) жалпы жағдайының өзгеруінде көрінуі мүмкін. Бұл полимерлі заттың белгілі бір рецепторларға, жасуша мембраналарына немесе органеллаларына, сұйықтықтардың су-тұз немесе гидрофильді липофильді балансына (қан, лимфа), сау немесе жұқтырған организмде болатын микробтық флораға және т. б. тікелей әсер етуі мүмкін. Жоғары молекулалық қосылыстардың физиологиялық белсенділігі 50-жылдардың аяғынан бастап белсенді зерттеле бастады.
Физиологиялық белсенділіктің синонимі ретінде биологиялық белсенділік және фармакологиялық белсенділік терминдері кейде қолданылады.
Физиологиялық белсенді полимерлерді өндіріс көздеріне және функционалды (физиологиялық) белсенділікке қарай жіктеуге болады.
Табиғи физиологиялық белсенді полимерлерге (биополимерлерге) ақуыздар, нуклеин қышқылдары, полисахаридтер, липопротеидтер және жануарлар мен өсімдік ағзалары тіршілігінің басқа да жоғары молекулалы өнімдері жатады (қараңыз: биополимерлер, аралас биополимерлер). Физиологиялық белсенділікті барлық табиғи жоғары молекулалық қосылыстар көрсетеді, олар бір ағзаның жануарларынан немесе өсімдік тіндерінен бөлініп, басқа ағзаға енгізілген кезде.
Табиғи физиологиялық белсенді полимерлердің мысалдары: гамма глобулин, гепарин, инсулин, протаминдер, нуклеазалар, интерферондар және т. б.
Синтетикалық физиологиялық белсенді полимерлер жоғары молекулалық қосылыстар синтезінің барлық әдістерімен алынады. Синтетикалық физиологиялық белсенді полимерлерге, атап айтқанда:

1. поливинил спирті
2. поли-N-винилпирролидон
3. полиэтиленоксид
4. поливинилпиридиний-N-оксид,
кез келген құрамдағы синтетикалық полимерлер тізбегіндегі реакциялар арқылы алынатын барлық туындылар, мысалы, сульфовинол ) -- гепарин аналогы, йодинол (йод кешенінің ерітіндісі), анестетиктердің , туберкулезге қарсы, ісікке қарсы және басқа да терапиялық белсенді қосылыстардың полимерлі туындылары.
Жартылай синтетикалық физиологиялық белсенді полимерлер-әртүрлі молекулалық салмақтағы табиғи заттарды қолдана отырып, синтетикалық полимерлердің модификациясымен алынған барлық полимерлі туындылар. Бұл, мысалы, полимерлер, олардың негізгі тізбектеріне алкалоидтар, антибиотиктер, ферменттік ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.