Praktikum z QSAR - zjištění závislosti účinnosti nebo toxicity lokálních anestetík na hydrofobním či sterickém strukturním parametru Hledáme závislost A = f ( parametr) ve tvaru A = a.,x + b, nebo A = a.,x2 + a2x + b kde A ... relativní infiltrační anestetická aktivita vztažená na prokain (A(prokain) = 1); rel. povrchová anest. aktivita vztažená na kokain, anestetický index (Carassius carassius nebo C. auratuš), akutní toxicita jako LD50 x ... hydrofobní parametr (log P, log D, log k') nebo sterický parametr (Es) log k'z rozdělovači HPLC: např.: stac. fáze: kolona s -(CH2)3C=N; mobil, fáze: methanol: 0,01 mol/l Na2HP04 1:1, průtok 0,6 ml/min., nastřikujeme 20 |al roztoku směsi anestetík o koncentraci jednotlivých látek kolem 0,02 mg/ml, obsahující látku pro stanovení mrtvého retenčního času t (např. NaN02), detekce při 230 nm logk' = log(^-^), Výpočet, výsledky, protokoly ... •s hodnotami log P nebo log k' provedeme lineární regresi v programu MS Excel, nebo QCExpert či jiném statistickém programu (aktivita - závislá veličina, log P , log k' - nezávislá) •pokud rel. infiltr. aktivita nebude korelovat (r<0,6), zkusíme její logaritmus •z vypočtených hodnot sestavíme rovnici, uvedeme i lineární korelační koeficient R a hodnotu Fisher-Snedecorova testu F •struktury studovaných anestetík, vstupní data v tabulce a výsledky do protokolu •protokoly uploadujeme na Moodle •struktury možno dohledat např. na Chemld: chem.nlm.nih.gov; do ChemSketche nebo Marvina je pak možno je přenášet ve formě SMILES kódů nebo souborů *.mol Individuální zadání úloh DLUGOŠOVÁ Zuzana: Korelace toxicity vyjádřené jako LD50 i.p. pro myš s experimentálně stanovenou hodnotou log P(oktanol/voda) pro soubor methyl-4-aminobenzoát, benzokain, propyl-4-aminobenzoát, butyl-4-aminobenzoát, /so-butyl-4-aminobenzoát, pentyl-4-aminobenzoát,bupivakain, cinchokain, lidokain, prokainamid, prokain, tetrakain a trapenkain. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte vypočtěte předpokládanou LD50 i.p. prilokainu. Pokud LD50 nebude korelovat, zkuste log(1/LD50). CHMÚRIKOVÁ Miriama: Korelace toxicity vyjádřené jako LD50 i.v. pro myš s experimentálně stanovenou hodnotou log P(oktanol/voda) pro soubor artikain, bupivakain, ropivakain, cinchokain, kokain, lidokain, trimekain, prilokain, prokainamid, prokain, tetrakain, trapenkain. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte předpokládanou LD50 i.v. propyl-4-aminobenzoátu. Pokud LD50 nebude korelovat, zkuste log(1/LD50). JOBUSOVÁ Lenka: Korelace převrácené hodnoty relativní infiltrační anestetické aktivity s experimentálně stanovenou hodnotou log P(oktanol/voda) pro soubor artikain, benzokain, butyl-4-aminobenzoát, pentyl-4-aminobenzoát, bupivakain, kokain, lidokain, trimekain, prilokain, prokain, tetrakain. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte předpokládanou aktivitu mepivakainu. KALLALA Kim: Korelace logaritmu relativní povrchové anestetické aktivity s experimentálně stanovenou hodnotou log P(oktanol/voda) pro soubor cinchokain, kokain, lidokain, trimekain, oxybuprokain, prokain, tetrakain, trapenkain. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte předpokládanou aktivitu ropivakainu. KAŇKOVSKÁ Marie: Korelace anestetického indexu Carassius carassius s experimentálně stanovenou hodnotou log P(oktanol/voda) pro soubor methyl-4-aminobenzoát, benzokain, propyl-4-aminobenzoát, 2-propyl-4-aminobenzoát, butyl-4-aminobenzoát, /so-butyl-4-aminobenzoát, pentyl-4-aminobenzoát. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte předpokládanou aktivitu prokainu. KAŠPÁRKOVÁ Zuzana: Korelace anestetického indexu Carassius auratus s experimentálně stanovenou hodnotou log P(oktanol/voda) pro soubor methyl-4-aminobenzoát, benzokain, propyl-4-aminobenzoát, butyl-4-aminobenzoát, pentyl-4-aminobenzoát, hexyl-4-aminobenzoát, heptyl-4-aminobenzoát. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte předpokládanou aktivitu lidokainu. KOŘÍNEK Radomír: RP-HPLC: Korelace logaritmu relativní infiltrační aktivity s log k' pro „koktejl" lokálních anestetík K1 o složení benzokain(2), trimekain(4), artikain (3), tetrakain(6), cinchokain(ľ), karbizokain(8), trapenkain(9), NaNO (1) Čísla v závorkách jsou čísly píků na chromatogramu. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte předpokládanou aktivitu pentyl-4-aminobenzoátu(5). KRÁLOVÁ Michaela: RP-HPLC: Zjistěte, zda existuje korelace logaritmu převrácené hodnoty relativní infiltrační aktivity, tj. log(1/A), s log k' pro „koktejl" lokálních anestetík K2 o složení benzokain(2), artikain(3), lidokain(4), prokain(6), tetrakain(7), cinchokain(8), NaN02(1). Čísla v závorkách jsou čísly píků na chromatogramu. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte předpokládanou aktivitu pentyl-4-aminobenzoátu(5). LEDEROVÁ Kateřina: Korelace toxicity vyjádřené jako LD50 i.p. pro myš s hodnotou log P(oktanol/voda) vypočítanou v programu ACD ChemSketch pro soubor methyl-4-aminobenzoát, benzokain, propyl-4-aminobenzoát, butyl-4-aminobenzoát, /so-butyl-4-aminobenzoát, pentyl-4-aminobenzoát,bupivakain, cinchokain, lidokain, prokainamid, prokain, tetrakain a trapenkain. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte vypočtěte předpokládanou LD50 i.p. prilokainu. Pokud LD50 nebude korelovat, zkuste log(1/LD50). MIZEROVA Michaela: Korelace toxicity vyjádřené jako LD50 i.v. pro myš s hodnotou log P(oktanol/voda) vypočítanou v programu ACD ChemSketch pro soubor artikain, bupivakain, ropivakain, cinchokain, kokain, lidokain, trimekain, prilokain, prokainamid, prokain, tetrakain, trapenkain. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte předpokládanou LD50 i.v. propyl-4-aminobenzoátu. Pokud LD50 nebude korelovat, zkuste log(1/LD50). MLADENOVÁ Veronika: Korelace převrácené hodnoty relativní infiltrační anestetické aktivity s hodnotou log P(oktanol/voda) vypočítanou v programu ACD ChemSketch pro soubor artikain, benzokain, butyl-4-aminobenzoát, pentyl-4-aminobenzoát, bupivakain, kokain, lidokain, trimekain, prilokain, prokain, tetrakain. Pokud se korelace potvrdí (r> 0,6), vypočtěte předpokládanou aktivitu mepivakainu. MRÁZKOVÁ Anita: Korelace logaritmu relativní povrchové anestetické aktivity s hodnotou log P(oktanol/voda) vypočítanou v programu ACD ChemSketch pro soubor cinchokain, kokain, lidokain, trimekain, oxybuprokain, prokain, tetrakain, trapenkain. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte předpokládanou aktivitu ropivakainu. POULOVÁ Monika: Korelace anestetického indexu Carassius carassius hodnotou log P(oktanol/voda) vypočítanou v programu ACD ChemSketch pro soubor methyl-4-aminobenzoát, benzokain, propyl-4-aminobenzoát, 2-propyl-4-aminobenzoát, butyl-4-aminobenzoát, iso-butyl-4-aminobenzoát, pentyl-4-aminobenzoát. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte předpokládanou aktivitu prokainu. PŘIBYLOVÁ Monika: Korelace anestetického indexu Carassius auratus s hodnotou log P(oktanol/voda) vypočítanou v programu ACD ChemSketch pro soubor methyl-4-aminobenzoát, benzokain, propyl-4-aminobenzoát, butyl-4-aminobenzoát, pentyl-4-aminobenzoát, hexyl-4-aminobenzoát, heptyl-4-aminobenzoát. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte předpokládanou aktivitu lidokainu. SANTORIS Adrián: Korelace logaritmu relativní infiltrační aktivity s hodnotou log P (oktanol/voda) vypočítanou v programu ACD ChemSketch pro „koktejl" lokálních anestetík o složení benzokain, trimekain, artikain, tetrakain, cinchokain, karbizokain a trapenkain. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte předpokládanou aktivitu pentyl-4-aminobenzoátu. SMIŠTÍK Ondřej: Zjistěte, zda existuje korelace logaritmu převrácené hodnoty relativní infiltrační aktivity, tj. log(1/A), s log D při pH = 7,4 vypočteným v Marvin Beans pro „koktejl" lokálních anestetík o složení benzokain, artikain, lidokain, prokain, tetrakain a cinchokain. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte předpokládanou aktivitu pentyl-4-aminobenzoátu. ŠINDLER Jaroslav: Korelace toxicity vyjádřené jako LD50 i.v. pro myš s hodnotou log D při pH = 7,4 vypočteným v Marvin Beans pro soubor artikain, bupivakain, ropivakain, cinchokain, kokain, lidokain, trimekain, prilokain, prokainamid, prokain, tetrakain, trapenkain. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte předpokládanou LD50 i.v. propyl-4- aminobenzoátu. (Při výpočtu log D použijte defaultní nastavení). Pokud LD50 nebude korelovat, zkuste log(1/LD50). TOBOLOVÁ Nikola: Korelace anestetického indexu Carassius auratus s hodnotou logP vypočtenou v Marvin Beans algoritmem VG (dle Viswanadhana, Ghose et al.) pro soubor methyl-4-aminobenzoát, benzokain, propyl-4-aminobenzoát, butyl-4-aminobenzoát, pentyl-4-aminobenzoát, hexyl-4-aminobenzoát, heptyl-4-aminobenzoát. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte předpokládanou aktivitu lidokainu. TRBUŠEK Filip: Korelace toxicity vyjádřené jako LD50 i.p. pro myš s log D při pH = 5,5 vypočteným v Marvin Beans pro soubor methyl-4-aminobenzoát, benzokain, propyl-4-aminobenzoát, butyl-4-aminobenzoát, iso-butyl-4-aminobenzoát, pentyl-4-aminobenzoát, bupivakain, cinchokain, lidokain, prokainamid, prokain, tetrakain a trapenkain. (Při výpočtu log D použijte defaultní nastavení). Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte vypočtěte předpokládanou LD50 i.p. prilokainu. Pokud LD50 nebude korelovat, zkuste log(1/ TVARŮŽKOVÁ Barbora: Korelace anestetického indexu Carassius carassius s hodnotami Taftový sterické konstanty pro příslušné alkyly pro sadu esterů 4-aminobenzoové kyseliny obsahující methyl-4-aminobenzoát, benzokain, propyl-4-aminobenzoát, 2-propyl-4-aminobenzoát, butyl-4-aminobenzoát, /so-butyl-4-aminobenzoát, pentyl-4-aminobenzoát. Pokud se korelace potvrdí (r > 0,6), vypočtěte předpokládanou aktivitu cyklohexyl-4-aminobenzoátu. Chromatogram pro Radomíra Kořínka [rrVI 1 — C\cí\koklejML3_230rTTi_1178(2B.duben20iq o r 1 V, ' co § v : V i " i CD § 00" , \ § O) A i 00 co" 1 O) Si' i i i i i i i r Chromatogram pro Michaelu Královou [ntij Výpočty v ChemSketchi • log P: nakreslit strukturu, vlevo na horní liště zvolit Log P • další parametry: nakreslit strukturu, zvolit na horní liště Tools - Calculate -(příslušný parametr) ChemSketch je freeware. Je ke stažení na www.acdlabs.com . Výpočty v Marvinu •nakreslit strukturu •2D optimalizace (Structure-Clean 2D) •Calculations •Partitioning-logP-VG/KLOP-OK-OK(-logD-OK-OK) •Charge-Polarizability •Geometry-Geometrical Descriptors-OK-OK •Other-Refractivity-OK-OK •Marvin Beans je (převážně) freeware, je ke stažení na www.chemaxon.com. Nenechte se případně odradit vyskakovacím oknem tvrdícím, že nemáte licenci. Po odkliknutí OK Vám program hodnotu vypočítá v evaluačním módu. Postup při výpočtu lineární regrese v Excelu •data aktivit a strukturního parametru vedle sebe do dvou sloupců tabulky •vybrat obdélník 2x4 buňky jinde, než jsou vstupní data •zvolit funkci LINREGRESE (lineární regrese) •vybrat sloupec strukturního parametru jako data x •sloupec aktivit jako data y •zadat B = pravda, Stat = pravda •"provést výpočef(OK) •v levé horní rohové buňce vybraného obdélníku se objeví hodnota a; stisk F2 a následně CTRL+ SHIFT + ENTER •objeví se požadovaná data: y = ax + b; r2... druhá mocnina lineárního korelačního koeficientu; s ... směrodatná odchylka odhadu, F ... hodnota Fischer-Snedecorova testu a b s a r2 s y F Excel ale neumožňuje lineární regresi v kvadratickém tvaru, tedy proložení paraboly. K tomu účelu lze použít např. QCExpert •30 denní plně funkční trial verze ke stažení na stránkách trilobyte.cz, manuál rovněž Protokol nahrajte do příslušné položky na Moodle v kurzu Molekulárni základy vývoje léčiv do 5. 5. 2020