Bu sayfadaki yazılar
Sayfanın metni
Sayfa 63
Su molekülleri ile kaplanmış tripsi molekülü.
Bilgisayar tarafından oluşturulmuş bir tıbbi şiğin
Solda klasik Kallotten modeli yer almaktadır. Sağda ise yeni yüzey modeli gözükmektedir.
moleküler yapısı.
COMPUTER ASSISTED MOLECULAR DESİGN « CAMD:
Molcad adındaki yazılım güçlü CAMD programlarına iyi bir örnektir. Bu yazılım Darmstadı'daki teknik yüksek okulunun mükemmel grafik özelliklerine sahip Workstation'- ında gerçekleşmiştir. 1. Üç boyutlu moleküler tasarımlar sistematik olarak gerçekleştirilebilir ve bu modeller Data-Bank'larda yer alan deney verileri ile karşılaştırılip test edilebilir. 2. Değişik molekülleri iç yapıları ve hacimsel dolgunluk oranları birbirleriyle karşılaştırılabilirler. Bu karşılaştırmanın gerçek modellerle yapılması teknik olarak imkânsızdır. 3, Kuantum mekaniğinin karmaşık hesapları sonucunda elde edilen intermoleküler güç alanı fonksiyonları molekül komplexleri arasındaki bağları açıklamaktadır. Buna örnek olarak moleküller arası hidrojen bağlarını gösterebiliriz. 4. Moleküler hareketler dinamiği CAMD sistemi sayesinde bilgisayar tarafından simulasyon haline getirilmekte ve güçlü ve yüksek çözünürlüklü bilgisayarlar tarafından ekranda gösterilmektedir.
Klavyeyle gezinmek için ← ve → tuşları.
Sayfa 62
Darmstadt teknik yüksek okulunda fizikokimya enstitüsünde geliştirilmiş olan bu grafik sisteminin benzerleri Amerika'da da mevcuttur. Bu proje Batı Almanya Araştırma ve Teknoloji Bakanlığınca kobay hayvanlarının yerini alması amacıyla desteklenmiş ve finanse edilmiştir. 1986 yılında Battelle enstitüsünce yapılan bir araştırma sonucunda deney hayvanlarının eczacılık alanındaki araştırmalarda, bağışıklık bilmi ve salgın hastalıklar konusundaki araştırmalarda ve 9016'smın ise kimyasal ve büyolojik alaşımlara organizmanın gösterdiği tepkilerin gözlenmesinde kullanılmıştır. Bilgisayar teknolojisinin yerleşmesiyle birlikte eczacılık alanında deneylerde kobay hayvanlırının kullanılmasına gerek kalmayacak gibidir. İyi planlanmış bir deney aşaması ve bunun ardından bulguların bilgisayar yardımıyla mantıklı bir şekilde değerlendirilmesi sonucunda en azından gereksiz hayvan deneylerinin önüne geçilebilir. Ayrıca tüm dünya üzerine yayılmış bir iletişim ağı aynı deneyin farklı mekânlarda birkaç kez yapılmasını engelleyebilir ve araştırmalarda sürat kazandırır. Tüm bunların yanında değişik hücre kültürleri göstermiştir ki, birçok sorunun cevaplanmasında canlı hayvanların kullanılması son derece gereksizdir. Günümüzde değişik hücre kültürleri ile yapılan deneylerin değerlendirilmesinde bilgisayarların kullanılması kaçınılmaz hale gelmiştir. Örneğin mikroskoptan elde edilen bir görüntünün bilgisayar tarafından alınıp yorumlanması ve arşivdeki diğer kayıtlarla karşılaştırılması araştırmalarda büyük kolaylık ve sürat sağlamaktadır. CAMD'da ise bilgisayar sıradan bir laboratuvar yardımcılığı aşamasını çoktan geride bırakmıştır ve adeta deney sonuçların yorumlayan bir cihaz haline gelmiştir. CAMD'ın yardımıyla bilim adamları teorik olarak canlandıracakları molekülün iç yapısını adım adım ekrana getirebilir ve bu arada gerekli analizleri anında yapabilir. Bilgisayarla bu bilimsel diyaloğa girebilmek için oldukça karmaşık ve geniş kapsamlı bir grafik yazılımının geliştirilmesi gerekmekteydi. Profesör Brokmann bu konuya ilk olarak 70'li yılların başında eğilmiş ve bir CAMD programı olan ““Molcad”'i Darmstadt Enstitüsünde 1990 yılında tamamlanış. Profesör Brickmann'a ayrıca bu projede programcılar, biyologlar ve kimyagerlerden oluşan 20 kişilik bir ekip eşlik etmiş. Profesör Brickmann bu teknik harikasını “Molecular Modelling per Computer aslında deneylerde tel, tahta veya plastikten yapılmış modeller kullanılmasının bugünkü teknolojiye uyarlanmasından farklı birşey değildir” şeklinde tavsir etmektedir. Kimyacılar için ise CAMD son derece büyük bir kolaylığı simgelemektedir. Değişik atımların biraraya gelmesiyle oluşan moleküller sadece yapılarındaki elementler ile karakterize edilemezler. Burada maddenin özelliklerinin belirlenmesinde molekülün iç yapısı, yani atomların dizilişi önem kazanmaktadır. Aslında moleküller iç yapı ile kimyasal özellikler arasındaki bağlantı bu kadar basit değildir. Fakat yeni bileşiklerin oluşturulmasında bu temellere dayanmak yeterli olmaktadır. Bugün bilinen tıbbi bileşiklerin bü-
Tripsin molekülünün iç yapısı. Tripsin bağırsaklarda bulunan, sindirimde aktif rol oynayan ve proteinden oluşan bir enzimdir.
Mor renkteki Tripsin molekülünün, 4 gri renkteki reseptör ile birleşmesi. Buradan enzimin fonksiyonları bloke edilmiş durumdadır.
AD, yük çoğunluğu şans eseri denk gelmiştir. Bunların moleküler yapıları ile fiziksel özellikleri arasındaki bağlantı kesin olarak bilinmese de şu şekilde tanımlanmaktadır: Burada yine yukarıda adı geçen anahtar ve yuvası prensibi temel olarak alınmıştır. Molekülün tepki gösterebilmesi için reseptörün belli bir noktasına bağlanmalıdır. Bunada reseptör binlerce atomdan oluşan bir biomoleküldür ve insan organizmasında bulunmaktadır. Bilim adamları CAMD yardımıyla tıbbi bileşiklerin moleküler yapıları ve etkileri arasındaki mekanizmanın keşfi yolunda önemli adımlar atılacağı görüşünde birleşmekteler. Bu arada Röntgen Analizi - ki bu teknik kısa bir süre önce Johann Deisenhofer, Robert Huber ve Hartmut Michel adındaki üç Alman bilim adamına Nobel ödülü kazandırmıştı- Moleküler iç yapı hakkında önemli bilgiler vermektedir. Bundan başka Çekirdek-Rezonans- Spektroskopisi adı verilen yöntem ile molekül yapısı hakkında değişik veriler elde edilmektedir. Tüm bu veriler birleşerek bir moleküler iç yapı taslağı oluşturmaktadırlar. Kuantum mekaniği bazındaki hesaplar ve geliştirilen yeni modellerle bilim adamlarının bu alandaki verileri her an geliştirmektedirler. Burada amaç her türlü madde için uygun iç yapıyı ve buna bağlı olarakta reseptörler ile bağlantı sağlanabilecek noktayı bulmaktır. Tek bir el hareketi ile kimyacı istediği molekülden bir kesit alabilmekte, bakış açısını değiştirebilmekte ve değişik molekülleri uzayda karşı karşıya hareket ettirebilmektedir. Bu şekilde örneğin bir molekülün, yani anahtarı, bir reseptöre yani yuvaya uyum sağlayıp sağlamayacağını görebilir. Tıbbi bileşiklerin yakın bir gelecekte deneme yanılma yoluyla değilde belli bir amaç doğrultusunda geliştirilmeleri bu alandaki maliyetleri oldukça düşürecektir, örneğin bir ilaç yapılırken daha az kimyasal bileşik sentezlenecektir. Çok yakın bir gelecekte belki gelişmiş bir CAMD sistemi sayesinde yan etkileri hemen hemen hiç olmayan tesir gücü yüksek ilaçlar gerçekleşecektir. “Kimyacılar artık bir deyişle istediği molekülün yerine geçip mikroskobik olayları bu değişik açıdan izleyebileceklerdir”” diyen Profesör Jürgen Brickmann ayrıca moleküllerin üç boyutlu bilgisayar grafiklerini ekrana getiren bu yazılımın kimyacılara sınırsız olanaklar sunduğunu belirtmektedir. Kısa bir süre öncesini bilim kurgusu olan moleküller arasında yolculuk günümüzde gerçekleşme yolundadır.