Дослідження інформативності клітинних моделей для попередньої оцінки біологічної активності речовин
Аналіз ефектів фізіологічно активних речовин з протилежними біорегуляторними стереотипами. Вивчення інформативності біомоделей за допомогою методів штучних нейронних мереж і кластерного аналізу. Оцінка чутливості біомоделей до дії катіонів важких металів.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 29.09.2014 |
| Размер файла | 69,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Продемонстрировано эффективное использование методов распознавания образов, в частности ИНС и кластерного анализа, для решения классификационных задач, на примере оценки степени информативности исследуемых биомоделей с использованием экспериментальных результатов взаимодействия с ФАВ. Для этого применяли как многорядные ИНС с обратным распространением ошибки, так и ИНС с активными нейронами, при этом использовали несколько методик работы с исходными данными: последовательное удаление, полный перебор и оптимизация набора признаков. В целях контроля полученных результатов употребляли метод скользящего контроля и критерий вариации ошибки. На втором этапе использовали метод кластерного анализа, который основан на иерархической классификации с использованием эвклидовой метрики. Результаты кластерного анализа были представлены в виде дендрограмм. Суммирующие результаты, полученные при комплексном использовании методов ИНС и кластерного анализа указывают на высокую информативность 3 биомоделей, электрофоретической подвижности нейтрофильных лейкоцитов, хемокинеза ПМЯЛ, а также реакции образования спонтанных Е-розеток Т-лимфоцитов. Среди наименее информативных необходимо отметить агрегацию тромбоцитов и сократимость гладких мышц органа, а также хемотаксис ПМЯЛ.
Подтверждено предположение о высокой чувствительности лейкоцитов к различным физическим и химическим факторам при изучении действия катионов тяжелых металлов (Сd2+, Zn2+, Co2+, Cu2+, Pb2+), как факторов загрязнения окружающей среды, на реакцию образования Т-розеток лимфоцитов. В результате чего показано, что все катионы, в диапазоне действующих концентраций, ингибируют процесс образования Т-розеток, проявляя при этом соответствующий стереотип действия на клеточные сигнальные системы (+I/-II). Достоверное торможение процесса образования Т-розеток наблюдалось при следующих минимальных концентрациях катионов: для катионов Сd2+ и Co2+ - 10-4 ммоль/ л, для Zn2+ и Cu2+ - 10-5 ммоль/л и для ионов Pb2+ в концентрации 10-6 ммоль/л. При этом важно подчеркнуть, что ингибирование процесса розеткообразования в присутствии катионов Zn2+, Cu2+ и Pb2+ наблюдалось в концентрациях на 2-3 порядка ниже действующих норм ПДКв. Высокая восприимчивость реакции образования Т-розеток лимфоцитов к тяжелым металлам позволяет предложить её для проведения контроля загрязнения окружающей среды катионами тяжелых металлов.
На основании полученных данных был разработан алгоритм эффективного поиска и предварительной оценки биологической активности новых веществ. Предполагаемый алгоритм поиска ФАВ построен следующим образом: потенциально активные в биологическом отношении химические соединения должны быть изучены на нескольких наиболее адекватных и информативных биомоделях, с целью выявления стереотипа действия на клеточные сигнальные системы, в зависимости от которого, прогнозируется целый спектр видов БА. Важно заметить, что первоначальное отнесение вещества к классу +I/-II позволяет предполагать у него спазмолитическое, противовоспалительное, противоопухолевое, антитромботическое, антиаллергическое действие. Для веществ же класса -I/+II характерны кардиотоническое, спазмогенное, иммуностимулирующее, сахароснижающее действие. После этого “тестирования”, ФАВ проходят целенаправленные биологические испытания на тот или иной вид биологической активности.
Ключевые слова: биомодели, физиологически активные вещества, искусственные нейронные сети, кластерний анализ, скрининг.
Semenyuta I.V. Research of informing of cellular models for preliminary estimation of biological activity of matters. - Manuscript.
Dissertation for the candidate of biological sciences degree in speciality 02.00.10 - bioorganic chemistry. Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry NAS of Ukraine, Kyiv, 2007.
The dedicated dissertation is to development the new method of the effective search and the preliminary estimation of the new biological potency matters using the cellular biomodels. The research and estimation of physiologically active substances effects with inverse bioregulatory stereotypes on different experimental biomodels was realized. The high sensitivity of cellular models on the basis of functional reactions of leucocytes to the different physiologically active matters was shown. The degree of informing researched biomodels is determined by using artificial neural networks methods and cluster analysis. The most informative are biomodels on a basis of the immunological reactions - the E-rosette formation of T-lymphocytes, the migration properties of leucocytes and the electrophoretic mobility of the leucocytes. The inhibiting influence of heavy metals cations (Сd2+, Zn2+, Co2+, Cu2+ and Pb2+), as the factors of environmental pollution, on E-rosette formation of lymphocytes, in a range of the investigated concentrations which are much lower MCLw was shown. Based on obtained results of physiologically active matters influence on the modelling systems and bioregulatory stereotype of them the algorithm of the effective search and preliminary estimation of biological activity of new substances was developed.
Keywords: biomodels, physiologically active matters, artificial neural networks, cluster analysis, screening.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Загальна характеристика поверхнево активних речовин, їх класифікація, молекулярна будова та добування. Вплив на мікроорганізми, організм людини та живі системи. Роль ендогенних поверхнево активних речовин в регуляції всмоктування поживних речовин.
реферат [177,3 K], добавлен 18.11.2014Застосування ферментів в промисловості. Протеїнази, амілази і амілоглікозидази. Іммобілізовані ферменти. Добування хімічних речовин з біологічної сировини. Добування металів за допомогою біотехнологій. Біогеотехнологія.
реферат [196,6 K], добавлен 04.04.2007Предмет, структура та основні поняття біофізики і біосистем. Об’єкти дослідження фізики клітинних процесів. Жива клітина – основна форма життя. Мембранний транспорт речовин у клітинах. Механізми активного транспорту речовин через біологічні мембрани.
реферат [305,7 K], добавлен 10.02.2011Ознайомлення з результатами фітохімічного дослідження одного з перспективних видів рослин Українських Карпат - волошки карпатської. Розгляд залежності вмісту досліджуваних біологічно активних речовин від виду сировини. Аналіз вмісту фенольних сполук.
статья [23,3 K], добавлен 11.09.2017Оптимізація складу живильних середовищ для культивування продуцентів біологічно активних речовин, способи культивування. Мікробіологічний контроль ефективності методів стерилізації. Методи очищення кінцевих продуктів біотехнологічних виробництв.
методичка [1,9 M], добавлен 15.11.2011Характеристика організації органічних речовин. Молекулярний опис пристрою матерії, його зв’язок з полімерним рівнем структурної організації матерії. Полімерна організація хімічної форми руху матерії як предтеча клітинного рівня біологічної форми руху.
презентация [819,1 K], добавлен 02.11.2014Обмін речовин як основна функція життя. Роль білків у обміні речовин. Значення жирів та вуглеводів у організмі. Водний і мінеральний обмін. Значення води в процесі росту і розвитку дитини. Класифікація та призначення витамінів. Норми та режим харчування.
реферат [34,8 K], добавлен 29.11.2009Травлення як сукупність фізичних, хімічних і фізіологічних процесів для обробки і перетворення харчових продуктів. Характеристика харчових речовин, вивчення процесів обміну білків, жирів та вуглеводів. Значення води і мінеральних речовин у травленні.
реферат [15,7 K], добавлен 26.06.2010Розкриття суті явища транспорту речовин через біологічні мембрани та його ролі в життєдіяльності клітини. Ознайомлення з видами транспорту, з їх механізмами дії - з вбудованими в мембрану транспортними системами, з тим, як регулює мембрана потоки речовин.
реферат [998,3 K], добавлен 11.05.2012Основні відмінності живих систем від неживих. Вивчення характерних рис процесів у живій природі: єдність хімічного складу, обмін речовин, самовідтворення (репродукція), спадковість та мінливість, ріст і розвиток, дискретність, ритмічність, гомеостаз.
реферат [20,9 K], добавлен 11.11.2010Продигіозин - один з декількох вторинних бактеріальних метаболітів у якому метоксибіпірольний фрагмент включений у дипірометиленову структуру. Дослідження впливу концентраційного ряду іонів металів на інтенсивність кольору пігменту у мікроорганізмів.
статья [327,4 K], добавлен 19.09.2017Важкі метали в навколишньому середовищі. Їх хімічні властивості і роль для живої природи. Вплив важких металів на ріст і розвиток рослин. Важкі метали - забруднювачі навколишнього середовища. Межі витривалості навантаження важкими металами.
реферат [28,7 K], добавлен 31.03.2007Дія стресу, викликаного іонами важких металів. Дослідження змін активності гваякол пероксидази та ізоферментного спектру гваякол пероксидази рослин тютюну в умовах стресу, викликаного важкими металами. Роль антиоксидантної системи в захисті рослин.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 31.12.2013Управління обміном вуглеводів. Математичний аналіз системи регуляції рівня кальцію в плазмі. Основна модель регуляції обміну заліза у клітинах. Управління обміном білків, жирів і неорганічних речовин. Баланс тепла в організмі. Регуляція температури тіла.
реферат [25,9 K], добавлен 09.10.2010Біосинтез білка. Будова рибосом прокаріотів та еукаріотів. Роль мембран у формуванні клітинних компартментнів. Ароморфози як біологічний процес. Асиметричність плазматичної і внутрішніх мембран клітини. Транспортування речовин через мембрани.
контрольная работа [69,2 K], добавлен 04.11.2010Цілющі властивості рослин у досвіді народної медицини. Лікарські препарати рослинного походження. Біологічна сила рослинних речовин. Вміст вітамінів та мінеральних речовин в овочах та їх застосування в їжу та при лікуванні. Хімічний склад овочів.
реферат [26,0 K], добавлен 27.04.2010Огляд відтворення в штучних умовах особливих технічних систем окремих властивостей і закономірностей біологічної форми руху матерії. Практична спрямованість біоніки як науки. Методи вивчення принципів дії, побудови і функціонування біологічних систем.
реферат [24,9 K], добавлен 14.09.2010Поняття мінеральних речовин та визначення їх необхідності в раціоні людини. Характеристика основних макро- та мікроелементів та їх походження, джерела в харчуванні. Результати нестачі в організмі людини, особливо дитини, даних речовин, їх поповнення.
контрольная работа [31,9 K], добавлен 08.12.2010Зміст та головні етапи процесу формування ґрунту, визначення факторів, що на нього впливають. Зелені рослини як основне джерело органічних речовин, показники їх біологічної продуктивності. Вплив кореневої системи на структуроутворення ґрунтової маси.
реферат [20,8 K], добавлен 11.05.2014Механізми дії регуляторів росту рослин, їх роль в підвищенні продуктивності сільськогосподарських культур. Вплив біологічно-активних речовин на площу фотосинтетичної поверхні гречки, синтез хлорофілів в її листках, формування його чистої продуктивності.
реферат [19,0 K], добавлен 10.04.2011
