Докторант
  1. Неорганическая химия  1.1. Координационная химия  1.1.1. Теория поля лигандов  1.1.2. Теория кристаллического поля  1.1.3. Теория молекулярных орбиталей для координационных соединений  1.1.4. Устойчивость координационных соединений  1.1.5. Электронные спектры координационных соединений  1.1.6. Изомерия в координационных соединениях  1.1.7. Кинетика и механизм координационных реакций  1.2. Органометаллическая химия  1.2.1. Металлокарбонилы  1.2.2. Металлические алкилы и арилы  1.2.3. Карбены Фишера и Шрока  1.2.4. Оксидативное присоединение и восстановительное элиминирование  1.2.5. Металлические гидриды  1.2.6. Катализ с помощью металлоорганических соединений  1.2.7. Металлоцены и сэндвич-комплексы  1.2.8. Активация CH  1.3. Химия твердых тел  1.3.1. Кристаллические структуры и решетки  1.3.2. Теория зон и электрические свойства  1.3.3. Дефекты в кристалле  1.3.4. Синтез твердых материалов  1.3.5. Магнитные и оптические свойства твердых тел  1.3.6. Сверхпроводимость  1.3.7. Ионика твердого состояния  1.4. Био-неорганическая химия  1.4.1. Металлопротеины и ферменты  1.4.2. Транспорт и хранение ионов металлов  1.4.3. Роль металлов в медицине  1.4.4. Катализ, вдохновленный биологией  1.4.5. Взаимодействия металлов с ДНК  1.4.6. Metal Complexes in Medical Science  1.5. Лантаноиды и актиноиды  1.5.1. Электронная конфигурация и степени окисления в лантаноидах и актиноидах  1.5.2. Спектральные и магнитные свойства в лантанидах и актиноидах  1.5.3. Разделение и извлечение лантаноидов и актинойдов  1.5.4. Координационная химия элементов f-блока  1.6. Химия главной группы  1.6.1. Химия соединений бора  1.6.2. Химия соединений кремния и германия  1.6.3. Химия соединений фосфора и серы  1.6.4. Органосиликатная химия  1.6.5. Химия инертных газов
  2. Органическая химия  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Реакции нуклеофильного замещения  2.1.2. Электрофильные реакции присоединения и замещения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перегруппировки  2.1.5. Радикальные реакции  2.1.6. Перициклические реакции  2.1.7. Фотохимические реакции  2.2. Стереохимия  2.2.1. Хиральность и оптическая активность  2.2.2. Структурный анализ  2.2.3. Стереоэлектронные эффекты  2.2.4. Асимметричный синтез  2.2.5. Динамическая стереохимия  2.3. Органометаллическая химия в органическом синтезе  2.3.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.3.2. Реакции сопряжения, катализируемые переходными металлами  2.3.3. Реакции, катализируемые палладием  2.3.4. Олефиновый метатезис  2.3.5. Катализ золота и серебра  2.4. Химия природных продуктов  2.4.1. Алкалоиды и терпеноида  2.4.2. Стероиды и флавоноиды  2.4.3. Полный синтез природных соединений  2.4.4. Биосинтез природных продуктов  2.5. Супрамолекулярная химия  2.5.1. Химия "хозяин-гость"  2.5.2. Самосборка и молекулярное распознавание  2.5.3. Супрамолекулярный катализа  2.5.4. Молекулярные машины
  3. Физическая химия  3.1. Термодинамика  3.1.1. Законы термодинамики  3.1.2. Химический потенциал и равновесие  3.1.3. Статистическая термодинамика  3.1.4. Неравновесная термодинамика  3.2. Квантовая химия  3.2.1. Уравнение Шрёдингера и его применения  3.2.2. Теория молекулярных орбиталей  3.2.3. Теория функционала плотности  3.2.4. Методы пост-Хартри–Фока  3.3. Химическая кинетика  3.3.1. Теория скорости реакции  3.3.2. Механизм и законы скорости  3.3.3. Катализ и кинетика ферментов  3.3.4. Динамика реакций  3.4. Спектроскопия и молекулярная структура  3.4.1. Инфракрасная спектроскопия  3.4.2. УФ-видимая спектроскопия  3.4.3. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  3.4.4. Масс-спектрометрия  3.4.5. Раманская спектроскопия  3.5. Поверхностная и коллоидная химия  3.5.1. Адсорбция и катализм  3.5.2. ПАВ и мицеллы  3.5.3. Коллоидная стабильность  3.5.4. Наноматериалы и интерфейсы
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Thin Layer Chromatography  4.1.4. Ионная хроматография  4.2. Электроаналитические методы  4.2.1. Вольтамметрия и Полярография  4.2.2. Кондуктометрия и потенциометрия  4.2.3. Кулонометрия  4.3. Спектроскопические методы  4.3.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.3.2. Флуоресцентная спектроскопия  4.3.3. Рентгеновская дифракция  4.3.4. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса  4.4. Хемометрика  4.4.1. Обработка данных и статистические методы  4.4.2. Мультдисциплинарный анализ  4.4.3. Машинное обучение в аналитической химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярное динамическое моделирование  5.2. Методы квантовой химии  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.4. Машинное обучение в химии  5.5. Аб иницио молекулярная динамика
  6. Биофизика и медицинская химия  6.1. Открытие и разработка лекарств  6.2. Кинетика ферментов и ингибирование  6.3. Подход к химической биологии  6.4. Взаимодействия белок-лиганд  6.5. Биоортогональная химия
  7. Химия материалов  7.1. Химия полимеров  7.1.1. Механизм полимеризации  7.1.2. Функциональные полимеры  7.1.3. Биоразлагаемые полимеры  7.1.4. Проводящие и полупроводниковые полимеры  7.2. Нанохимия  7.2.1. Наночастицы и наноструктуры  7.2.2. Наноматериалы на основе углерода  7.2.3. Квантовые точки  7.3. Энергетическая и экологическая химия  7.3.1. Battery and Fuel Cell Chemistry  7.3.2. Зеленая химия и устойчивые материалы  7.3.3. Фотокатализ

Докторант → Биофизика и медицинская химия ↓


Подход к химической биологии


Введение в химическую биологию

Химическая биология — это увлекательная область, которая находится на пересечении химии и биологии. Она использует инструменты и методы химии для решения биологических вопросов. С помощью этой области исследователи могут изучать биологические системы, понимать взаимодействия на молекулярном уровне и создавать новые терапевтические стратегии для борьбы с заболеваниями.

Основные концепции химической биологии

В своей основе химическая биология использует химические методы, такие как синтез, молекулярное моделирование и аналитические инструменты для изучения биологических систем. Вот некоторые основные концепции:

  • Синтез биоактивных молекул: Ученые разрабатывают и синтезируют малые молекулы, которые могут взаимодействовать с биологическими путями.
  • Изучение биологических механизмов: Малые молекулы используются для исследования и объяснения механизмов биологических процессов.
  • Открытие лекарств: Химическая биология играет важную роль в идентификации и оптимизации потенциальных кандидатов на лекарство.

Методы в химической биологии

В химической биологии используется ряд методов для изучения сложных биологических систем:

Химические зонды

Химические зонды — это малые молекулы, разработанные для взаимодействия с определенными белками или путями. Они могут использоваться для мониторинга и изменения биологических процессов. Например:

(CH3)2CH-CH2-OH

Формула выше обозначает изопропиловый спирт, который может служить исходным материалом для синтеза химических зондов.

Биоортогональная химия

Это включает использование химических реакций внутри живых организмов без вмешательства в исходные биохимические процессы. Классическая реакция, используемая в биоортогональной химии, — это реакция Хьюсгена цикладиции.

Cu(I) + Алкин + Азид → 1,4-дизамещенный 1,2,3-триазол

В приведенной выше реакции медь(I) катализированная циклоприсоединения алкин-ацида приводит к образованию триазолов, которые полезны для маркировки биомолекул.

Применения в биофизической химии

Биофизическая химия сочетает принципы физики и химии для изучения биологических систем. Подходы из химической биологии особенно ценны в этой области:

Изучение динамики белков

Химическая биология предоставляет инструменты для наблюдения за динамикой белков. Например, флуоресцентные зонды позволяют в реальном времени мониторить конформацию белков.

Белок A

На изображении выше круг представляет белок, структурные изменения которого мониторятся с помощью флуоресцентного зонда.

Взаимодействие с мембраной

Используя химические зонды, биофизические химики могут определить, как лекарства взаимодействуют с клеточными мембранами, предоставляя информацию о эффективности и механизме действия лекарства.

Применения в медицинской химии

Медицинская химия занимается разработкой, синтезом и разработкой лекарств. Подходы из химической биологии неоценимы в этой области:

Идентификация ведущих соединений

Малые молекулы оцениваются по биологическим мишеням для нахождения ведущих соединений для дальнейшей разработки:

IC50 < 10 nM

Значение IC50 представляет собой концентрацию ингибитора, при которой ответ (или связывание) уменьшается наполовину. Низкое значение IC50 свидетельствует о более мощном соединении.

Исследование SAR

Исследования структуры-активности (SAR) изучают связь между химической структурой соединения и его биологической активностью.

Например, вариации длины алкильной цепи могут повлиять на способность молекулы связываться с биологической мишенью, тем самым влияя на ее фармакологические свойства:

R-CH2-OH R-CH2-NH2

В приведенном выше примере изменение -OH на -NH2 существенно влияет на активность и физико-химические свойства.

Перспективы на будущее

По мере того как технологии и научные знания продолжают развиваться, химическая биология непременно приобретет еще большее значение и полезность, предоставляя еще более сложные инструменты для анализа биологических систем и создания новых терапевтических методов. В числе новых тенденций:

  • Интеграция с вычислительными подходами: достижения в алгоритмах машинного обучения помогут предсказывать химические взаимодействия и эффективность лекарств.
  • Персонализированная медицина: химическая биология является ключом к разработке индивидуализированных терапий на основе индивидуальных генетических и экологических факторов.
  • Лучшее понимание механизмов заболеваний: новые химические зонды могут предоставить информацию о заболеваниях на молекулярном уровне, что позволяет проводить более точные вмешательства.

Заключение

Химическая биология — это мощная дисциплина, которая продолжает расширять наше понимание и управление биологическими системами. Связывая химию и биологию, она предоставляет бесценные знания, которые стимулируют инновации как в биофизической, так и в медицинской химии. По мере того как мы продолжаем разгадать тайны жизни на молекулярном уровне, химическая биология остается незаменимым инструментом в науке и медицине, что приводит к новым открытиям и лечениям, которые улучшают здоровье и качество жизни человечества.


Докторант → 6.3


U
username
0%
завершено в Докторант

← Предыдущий (6.2)
Кинетика ферментов и ингибирование
Следующий (6.4) →
Взаимодействия белок-лиганд

Комментарии 



Подход к химической биологии

https://www.chemistryelite.com/phd/6.3?ceal=ru