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


Биофизическая и медицинская химия определяется как изучение химических веществ и их физических свойств, а также взаимодействий, которые они имеют с биологическими системами в контексте медицины. Эта область устраняет разрыв между физической химией и биологией, играя важную роль в разработке лекарств. Темы в этой области охватывают различные аспекты, такие как структура белков, кинетика ферментов, термодинамика и взаимодействие между лекарствами и биологическими мембранами.

Понимание биофизической химии

Биофизическая химия сосредоточена на применении принципов физической химии для понимания структуры, динамики и взаимодействий биологических молекул. В своей основе она сочетает принципы физики и физической химии с биологическими системами.

Классические биофизические методы включают:

  • Кристаллография
  • Ядерный магнитный резонанс (ЯМР)
  • Масс-спектрометрия
  • Флуоресцентная спектроскопия

Все эти методы используются для изучения структуры и динамики белков, нуклеиновых кислот, мембран и других биологических комплексов.

Складка и динамика белка

Процесс, при котором структура белка принимает свою функциональную форму, известен как складка белка. Белки состоят из длинных цепей аминокислот и могут складываться в специфические трехмерные структуры, которые определяют их функции.

        // Основная формула для представления стабильности складки белка
        ΔG = ΔH – TΔS

Здесь ΔG — изменение свободной энергии Гиббса, ΔH — изменение энтальпии, T — температура, и ΔS — изменение энтропии.

Пути складки белка

Кинетика фермента

Ферменты — это биологические катализаторы, которые ускоряют химические реакции. Понимание кинетики катализа ферментов помогает в разработке ингибиторов для терапевтических целей. Уравнение Михаэлиса-Ментен — это основное уравнение в кинетике ферментов.

        v = (Vmax [s]) / (km + [s])

В этом уравнении v — скорость реакции, Vmax — максимальная скорость, [S] — концентрация субстрата, и Km — константа Михаэлиса.

Кривая насыщения фермента

Роль медицинской химии

Медицинская химия включает разработку, создание и синтез лекарственных соединений. Цель этой области — открыть новые лекарства и улучшить эффективность и безопасность существующих препаратов. Она включает несколько поддисциплин, таких как фармакокинетика, фармакодинамика и токсикология.

Взаимодействие лекарства и цели

Лекарства оказывают свои эффекты, взаимодействуя с конкретными биологическими целями, обычно белками или нуклеиновыми кислотами. Понимание этих взаимодействий на молекулярном уровне важно для разработки лекарств.

Рассмотрим взаимодействие между лекарством и ферментом. Связывание может быть описано уравнением:

        [e] + [s] ⇌ [es] → [e] + [p]

где [E] — фермент, [S] — субстрат или лекарство, [ES] — комплекс фермент-субстрат, и [P] — продукт.

Ферменты Лекарство

Количественная взаимосвязь структура-активность (QSAR)

Модели QSAR предсказывают активность химических соединений на основе их химической структуры. Этот подход помогает идентифицировать перспективные кандидаты на основе данных.

Простая модель QSAR может быть представлена как:

        Activity = a + bX + cY + dZ

где a, b, c и d — константы, а X, Y и Z — дескрипторы, выведенные из химической структуры.

Интеграция в разработку лекарств

Взаимосвязь между биофизической и медицинской химией имеет решающее значение в современной разработке лекарств. Интеграция этих областей помогает понять подробные механизмы, по которым лекарства оказывают свое действие, метаболизм и токсичность.

Рассмотрим процесс оптимизации лидов, когда потенциальные кандидаты на основе данных лекарства улучшаются для повышения их эффективности и профиля безопасности. Это включает циклический процесс проектирования, синтеза, тестирования и анализа.

Вычислительные химические методы

В современных биомедицинских исследованиях вычислительные химические методы способствуют пониманию и прогнозированию молекулярных взаимодействий и свойств. Некоторые широко используемые методы включают:

  • Молекулярное моделирование динамики
  • Докинг-исследования
  • Квантово-химические вычисления

Эти методы предоставляют информацию о структурной гибкости молекул, сродстве связывания с биологическими целями и электронных свойствах лекарств.

Заключение

Биофизика и медицинская химия служат фундаментальной основой для объяснения биохимических механизмов и разработки терапевтических агентов. Понимание взаимодействия между молекулярной динамикой, взаимосвязями структура-активность и взаимодействиями лекарства с целями имеет важное значение для достижений в области здравоохранения и медицины.


Докторант → 6


U
username
0%
завершено в Докторант

← Предыдущий (5.5)
Аб иницио молекулярная динамика
Следующий (6.1) →
Открытие и разработка лекарств

Комментарии 



Биофизика и медицинская химия

https://www.chemistryelite.com/phd/6?ceal=ru