Summary Class notes - farmacochemie & spectroscopie

Course
- farmacochemie & spectroscopie
- Groves
- 2015 - 2016
- Rijksuniversiteit Groningen (Rijksuniversiteit Groningen, Groningen)
- Life Science and Technology
345 Flashcards & Notes
0 Students
  • This summary

  • +380.000 other summaries

  • A unique study tool

  • A rehearsal system for this summary

  • Studycoaching with videos

Remember faster, study better. Scientifically proven.

Summary - Class notes - farmacochemie & spectroscopie

  • 1442786400 introduction

  • Aan de ene kant oefenen medicijnen biologische effecten uit, en aan de andere kant is er voor verschillende ziektebeelden behoefte aan specifieke medicijnen. 
  • Welke disciplines vallen onder medicinal chemistry?
    natuurkunde, biochemie, scheikunde, biofysica, biologie, economie
  • Waarom is scheikunde kennis zo van belang?
    - Het ontwerpen en bepalen van de fysische en chemische eigenschappen van een medicijn.
    - Inzicht te verkrijgen in de stabiliteit van een medicijn. 
    - absorptie en excretie van medicijnen wordt deels gemedieerd door chemie.
    - metabolisme van medicijnen is gebaseerd op chemische transformaties
    - De formulering van een medicijn.
    - kwaliteitscontrole van medicijnen.
    - De analyse van medicijnen en hun metabolieten. 
  • Wat is spectroscopie?
    Het gebruik van licht, geluid of deeltjesemissie om een bepaald monster te bestuderen. 
  • Wat zijn aspirine, quinine en digitoxine?
    Dit zijn drie voorbeelden van medicijnen gewonnen uit de natuur die gebruikt worden voor resp. inflammatie, malaria en aritmie. 
  • Hoe kon quinine gebruikt worden voor de ontwikkeling van nieuwe medicijnen?
    Toen de structuur van quinine eenmaal bekend was, kon op basis hiervan deze worden verbeterd door de ontwikkeling van nieuwe medicijnen. (vb. chloroquine, of mefloquine, mepacrine of plasmoquine. )
  • Waarom zijn natuurstofjes op zich slecht als medicijn?
    - Ze kunnen niet chemisch worden veranderd.
    - De werking van het medicijn wordt niet begrepen. 
    - bijwerkingen
  • Wat doet de biofysica?
    Deze kijkt naar een bepaalde biologische interactie. 
  • Hoe gaat de moderne medicijnontwikkeling?
    Grote databases met verbindingen kunnen getest worden op binding aan bepaalde eiwitten door een hoge doorvoer screening (HTS). Hieruit is het mogelijk om een selectie te maken van verbindingen mbv computermodellen. Een alternatief is dat willekeurige databases worden gescreend. Als er eenmaal een verbinding is gevonden dan kan deze gesynthetiseerd worden, waarop biologische testen plaatsvinden met structuur-activiteitsrelaties. Vaak moet de verbinding dan vervolgens weer zodanig worden aangepast dat het nog een keer moet. Als het eenmaal goed gelukt is dan kan het verder worden ontwikkeld met een medicijnformule totdat het medicijn tot stand komt. 
  • Waarom is de 3d structuur van een  verbinding zo van belang?
    - de verbinding moet door het membraan kunnen.
    - De verbinding moet kunnen binden aan de targets
    - metabolisme
    - farmacokinetiek
  • Wat is de route van een medicijn en hoe kan het worden toegediend?
    - enterale route (vb. orale administratie). het medicijn komt in het maagdarmkanaal terecht, waar het wordt geabsorbeerd of het wordt gelijk uitgescheiden. Als het wordt geabsorbeerd dan komt het in het bloed terecht (parenteraal) (vb. intraveneuse toediening). Eenmaal in het bloed kan het meteen naar de lever gaan en gemetaboliseerd worden. metabolisme kan ook direct gebeuren. Het kan ook naar weefselopslagplaatsen gaan. Als het gemetaboliseerd is dan kan het ook meteen worden uitgescheiden via de nieren of longen. Ook kan het naar het target weefsel gaan. Waar het zowel kan zorgen voor het gewenste effect als voor bijeffecten. 
  • De lever doet er een paar uur over om iets te klaren.
    polaire medicijnen zullen het membraan niet passeren.
    Maar apolaire medicijnen zullen in het membraan blijven zitten en dus ook niet op de plaats van bestemming komen.
    medicijnen kunnen ook gebruik maken van aminozuurtransporters als ze lijken op een bepaald aminozuur. 
  • Wat is Log P?
    Dit is de verhouding van een chemische stof van die stof in oplossing in 1-octanol (apolair) en niet-geioniseerd water bij gelijke temperatuur. Vaak wordt om praktische redenen dit in een logaritme met grondtal 10 gezet. Het wordt dan Log P = (opgeloste hoeveelheid in octanol/ opgeloste hoeveelheid in water). Het meet de lipofiliciteit van een stof. Hoe hoger de log P waarde hoe hydrofober het medicijn is. 
    Overigens geldt dat de pH van de oplossing zo wordt gekozen dat het neutrale moleculen genereert. 
  • Wat zijn Lipinski's regels voor een goed medicijn?
    - Het molecuul mag niet te groot zijn. (max 500 dalton)
    - Log P is kleiner dan 5
    - Het aantal waterstofbrugacceptoren is kleiner dan 10
    - Het aantal waterstofbrugdonors is minder dan 5
    - Het aantal roteerbare verbindingen is kleiner dan 5 *
    - Het polaire oppervlakte gebied is kleiner of gelijk aan 110*
  • Waaruit bestaan membranen?
    bijv. uit fosfatidylcholine
    Deze bestaat uit:
    - glycerol (centraal in het midden)
    - onverzadigd of verzadigde vetzuren
    - choline en fosfaatgroepen.
    lipiden bevatten een polaire kop en een hydrofobe staart. 
  • Wat is de thermodynamica?
    - Beschrijft de evenwichtstoestand.
    - Parameter is K (groot)
  • Wat is de kinetiek?
    - Beschrijft de snelheid van het proces dus totdat het de evenwichtsstand bereikt.
    - Parameter is k (klein)
  • Hoe stabieler de producten zijn hoe meer daarvan bij het evenwicht van aanwezig is. Je wilt dus altijd graag een hoge evenwichtsstand. Want vrij medicijn in het bloed wordt gemetaboliseerd, bovendien kan het ergens anders aan gaan binden. 
  • Wat zijn de kenmerken van een covalente binding van een medicijn aan de receptor?
    - alleen associatie geen dissociatie.
    - Er ontstaat als gevolg hiervan geen evenwicht, maar alleen een kinetische snelheid. 
  • Wat zijn kenmerken van de non-covalente binding van een medicijn aan de receptor?
    Zowel associatie als dissociatie als een evenwichtssituatie.
  • Wat is de Gibbs vrije energie (G)?
    De energie die vereist is om een systeem te bouwen uit niets. Elke nieuwe interactie veroorzaakt een verandering in de Gibbs vrije energie (delta G)
  • Welke interacties zijn er zoal die een medicijn kan aangaan met een receptor?
    - waterstofbindingen 
    - ionische interacties (zoutbruggen) (een O2- trekt een NH3+ aan )
    - metaal complexen (heel sterk) (vb. Zn2+ trekt HS aan)
    - hydrofobe interacties
    - kation- pi- interacties
  • combinaties van verschillende typen van moleculaire interacties leiden tot delta G. 
  • Wat is de enthalpie?
    Als de enthalpie groter is dan 0 dan wordt er energie geabsorbeerd. (denk aan ijsblokjesvorming) Het is dan een endotherme reactie.
    Als de enthalpie kleiner is dan 0 dan wordt er energie vrijgelaten. het is dan exotherm. 
  • Wat is de entropie?
    Het is een maat voor de mate van orde van een systeem. Hydrofobe interacties hebben er zoal mee te maken. Het is afhankelijk van de temperatuur. 
  • Entropie en enthalpie zijn samen de drijfveren achter een reactie. 
  • Waarvan hangt de reactiesnelheid vanaf?
    Deze hangt af van de activatie-energie. Ook gedefinieerd als delta G *. In het diagram is delta G dan het verschil tussen begin en eind van de hoeveelheid energie. 
  • Wat zijn kenmerken van de zero order kinetiek?
    - Het is snelheid onafhankelijk van de concentratie van de reactanten.
    - De halfwaardetijd wordt minder als de concentratie ook minder wordt. 
  • Wat zijn kenmerken van de first order kinetiek?
    - Het is snelheidsafhankelijk van de concentratie van 1 van de reactanten. 
    - De lengte van de halfwaardetijd is steeds constant. 
  • Wat zijn kenmerken van de second order kinetiek?
    - Hierbij is het snelheidsafhankelijk van de concentratie van 2 van de reactanten. Dit is veel complexer.
  • Dus medicijnontwikkeling is erop gericht om delta G of zo groot mogelijk te maken of zo klein mogelijk te maken. 
  • non-covalente binding is dus gericht op veel verschillende interacties die tegelijkertijd plaatsvinden tussen de ligand en het macromolecuul. 
  • Als S (entropie) groter wordt dan is er sprake van meer wanorde. 
  • Wat zijn elektrostatische interacties?
    Tegengestelde ladingen trekken elkaar hierbij aan en gelijke zelfde ladingen stoten elkaar juist af. 
    - Geometrie speelt hierbij een belangrijke rol.
    - Het draagt bij aan de enthalpie.
  • Wat zijn de ion-ion dipool interacties?
    Deze vallen ook onder de elektrostatische interacties en representeren met name de waterstofbruggen. donors hiervoor zijn: OH en NH. Acceptors zijn: O, N en F. 
    - Draagt ook bij aan de enthalpie
    - geometrie speelt een belangrijke rol
    - kost ong. 1 tot 7 kcal/ mol
  • Wat zijn de hydrofobe interacties?
    - entropie is hierbij de drijvende kracht. 
    - 1 kcal/mol.
    - draagt bij aan de entropie. (als een hydrofobe stof moet worden opgelost in water daalt de entropie (watermoleculen kunnen minder vrij bewegen omdat ze om de hydrofobe stof moeten zitten)
    - geometrie is hierbij minder van belang. 
  • Hoe gaat de entropie tijdens de ligandbinding?
    - Als het ligand bindt dan is er sprake van verminderde vrije rotatie van het ligand zelf en dus een vermindering in entropie.
    - Maar door het binden wordt de schil met oplosstof verwijderd, wat weer de entropie verhoogt. 
  • Wat is de bijdrage van hydrofobe interacties aan de binding?
    Er is geen sterke correlatie maar het lijkt zo te zijn dat hoe meer het hydrofobe oppervlakte bedolven is hoe sterker de binding. 
  • Zwakkere ionische interacties (delta H) kunnen worden gecompenseerd door verbeterde hydrofobische interacties (delta S) en omgekeerd. 
  • Verschillende optimisatie routes kunnen leiden tot hetzelfde molecuul. 
     Het effect van 2 onafhankelijke substituenten is cumulatief. 
    Delta delta G is een verschil in delta G. 
  • Als iets enthalpie gedreven wordt dan wordt het dus gedreven door de ionische interacties.
Read the full summary
This summary. +380.000 other summaries. A unique study tool. A rehearsal system for this summary. Studycoaching with videos.

Latest added flashcards

Wat is histon acetylatie?
Hierbij worden acetyl groepen aan lysines gekoppeld. Hierdoor wordt de positieve lading van de lysine geneutraliseerd. Door de histonacetylering worden de histonen minder sterk gebonden aan het DNA waardoor er geen gentranscriptie kan plaatsvinden. 
Wat is de Free Wilson analyse?
Hierbij wordt er gekeken naar de bijdrage van specifieke substituenten aan de activiteit. Men gaat uit van een ongesubstitueerde verbinding en kijk dan hoe verandert onder invloed van een substituent. Ook hier blijkt dat lipofiele en elektrodonerende substituenten goed zijn voor  de activiteit. 
Waarom is de Hanschbenadering zo succesvol?
- aantal verbindingen: hoe meer verbindingen hoe beter.
- accuraatheid van de biologische data: Hoe beter de metingen hoe makkelijker een correlatie te vinden is. 
- keuze van de parameters: 
Wat is een Craig plot?
Dit is een plot waarin de pi waarde en de sigma waardes tegen elkaar zijn uitgezet. een zo laag mogelijke sigma waarde en een zo hoog mogelijke pi waarde geven een goed activiteit. Dit betekent alles in het rechtsonderste quadrant. 
Wat zijn de vooronderstellingen voordat fysisch-chemische eigenschappen samengevoegd kunnen worden in een Hansch analyse?
- membraanpassage: Het transport van het geneesmiddel naar de plaats van werking. Random walk.
- receptorbinding: Vorm, elektronendistributie en polariseerbaarheid spelen een rol. 
Wat  betekent Log 1/C?
Dit is een maat voor de activiteit. Hoe lager de concentratie, hoe hoger Log 1/C. Een conc. van 10 tot de macht -2 wordt dan 2 enz. De regressiecoefficient geeft aan hoe goed de fit is. Een r van 1 is een perfecte fit. 0,9 is een goede fit. 
Hoe is de P-waarde te bepalen?
De medicijnconcentratie in octanol/ medicijnconcentratie in water. 
Wat geeft sigma* aan?
Deze geeft aan wat het inductief effect is van een substituent op een alifatisch systeem. 
Wat is het verschil tussen een basische hydrolyse en een zure hydrolyse?
Bij een basische hydrolyse valt OH- meteen aan op de ester en bij de zure hydrolyse valt de H+ eerst aan op de dubbelgebonden O voordat water kan aanvallen. 
Hoe is de gevoeligheid van de basische hydrolyse te verklaren?
De snelheidsbepalende stap bij de basische hydrolyse is de aanval van OH- en de gelijktijdige vorming van de tetrahydrale transition state. Hierom is er hier sprake van een elektronisch plus een sterisch effect.