УДК: 004.42:577.17+576.8.097.1
Год издания: 2008
КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ РЕЦЕПТОРНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НА ОСНОВЕ СКЭТЧАРДОВСКИХ ГРАФИКОВ
Платонова Т.Ю., Митюкова Т.А., Платонов М.В., Дрозд В.М., Леонова Т.А.
Рубрики: 76.03.31
Белорусская медицинская академия последипломного образования
Тема НИР: изучить особенности рецепции тироксина у пациентов с первичным гипотиреозом и разработать протокол коррекции выявленных нарушений.
Сроки выполнения НИР: январь 2006 г. - декабрь 2008 г.
Научный руководитель: д-р мед. наук, проф. В.М. Дрозд.
Источник финансирования: госбюджет.
Исследователи, занимающиеся изучением параметров связывания гормонов с рецепторными белками, как правило, используют меченые соединения (гормоны), которые позволяют детектировать долю гормонов, связавшуюся с рецептором (B ). Арифметическим путем можно рассчитать концентрацию свободного несвязавшегося гормона (F). Конечное соотношение концентраций свободного гормона, свободного белка-рецептора и комплекса гормон-рецептор в условиях установившегося динамического равновесия зависит, с одной стороны, от концентраций взаимодействующих соединений, а с другой - от степени сродства гормона к рецептору. Степень сродства гормона к рецептору (аффинность) характеризуется величиной равновесной константы ассоциации (Ка). Данный показатель является важнейшей характеристикой гормон-рецепторного взаимодействия. После получения ряда экспериментальных значений B и F можно построить различные типы кривых связывания, экстраполяция которых позволяет найти интересующие нас величины Ка и количества связывающих мест N. Для этих целей, как правило, используют построение и анализ кривых Скэтчарда.
Для выполнения анализа необходимо провести серию реакций связывания гормонов с рецепторами при нескольких различных исходных концентрациях гормона в растворе, которые можно обозначить как Т1, Т2, Т3, Т4 и т. д. Зная ряд исходных общих концентраций гормона в растворе (Т) и получив экспериментальные значения В (для каждой концентрации Т), можно рассчитать соответствующие им концентрации F и соотношения B/F, а затем построить график, где по оси X отложить экспериментально полученные значения В, а по оси Y - соответствующие этим точкам расчетные значения B/F. Если в растворе присутствует один гормон и один рецептор, то скэтчардовская зависимость будет линейной. На практике мы убедились, что при работе с исходными концентрациями гормона (Т) в интервале 1-20 пмоль/л мы получаем линейную зависимость между величинами В и B/F. Точка пересечения графика с осью Х дает значение N (количество связывающих мест в растворе в пмоль/л), расчетным путем можно найти значение n - количество связывающих мест на одну клетку. Точка пересечения графика с осью Y дает величину Ка N (индекс связывания). Поскольку построение графиков вручную является крайне трудоемким процессом и дает неточные результаты, то была поставлена задача создать компьютерную программу, которая бы могла в автоматическом режиме выполнять все вышеописанные действия и давала бы на выходе все интересующие нас параметры связывания: Ка, N, n, Ка N.
Программа написана на языке С++, является универсальной и может использоваться в химических и биохимических исследованиях, где необходимо выполнять построение графиков в координатах Скэтчарда (расчет параметров уравнения регрессии). Она обладает возможностью накопления данных, корректировки; имеет поисковик; совместима с другими базами; защищена паролем; предусмотрены маски ввода информации; проверки корректности вводимой информации.
База данных состоит из нескольких частей: регистрационных данных; показателей, характеризующих процесс специфического рецепторного взаимодействия; равновесной константы аффинности.
Для построения графиков в координатах Скэтчарда необходимо рассчитать параметры уравнения регрессии. Для расчетов параметра регрессии и построения графика в координатах Скэтчарда необходимо как минимум две точки, но для построения графиков с наименьшей ошибкой следует внести наибольшее возможное количество точек.
При экспортировании данных в Microsoft Office Excel они будут иметь частично кодированный вид, что удобно для соединения с другой базой данных, а также для статистического анализа результатов с помощью других программных приложений.
Таким образом, создана новая оригинальная программа, не имеющая аналогов в Беларуси, которая позволяет производить расчеты параметров рецепторного связывания в координатах Скэтчарда, с возможностью экспортировать расчетные показатели в виде таблицы или другую базу с данными обследованных пациентов.
Область применения: в химических и биохимических исследованиях, где необходимо проводить построение графиков в координатах Скэтчарда.
Рекомендации по использованию: ЦНИЛ БелМАПО, Институт биоорганической химии НАН Беларуси.
Предложения по сотрудничеству: целесообразно сотрудничество с химическими и биохимическими лабораториями академических институтов.