G2081442 - Deseño de Fármacos (Optativas) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 4.50
• Total: 4.5
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 23.00
• Clase Interactiva Laboratorio: 15.00
• Clase Interactiva Seminario: 5.00
• Horas de Titorías: 2.00
• Total: 45.0

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007
• Departamentos: Química Orgánica
• Áreas: Química Orgánica
• Centro: Facultade de Farmacia
• Convocatoria: 2º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: null

Profesores

Nome	Coordinador
SANTANA PENIN, MARIA LOURDES.	SI

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo CLE01	Ordinario	Clase Expositiva	SI	SI
Grupo CLIL_01	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	NON	SI
Grupo CLIL_02	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	NON	SI
Grupo CLIS_01	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	SI
Grupo CLIS_02	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	NON	SI
Grupo TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	NON	SI
Grupo TI-ECTS02	Ordinario	Horas de Titorías	NON	SI
Grupo TI-ECTS03	Ordinario	Horas de Titorías	NON	SI
Grupo TI-ECTS04	Ordinario	Horas de Titorías	NON	SI

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Obxectivos da materia
A materia de Deseño de Fármacos basease no estudo das distintas estratexias usadas no deseño de fármacos así como na predición de melloras terapéuticas máis activos ou menos tóxicos.

-Consideramos como obxectivos principais da materia:

-O estudo das bases fisicoquímicas de acción dos fármacos a nivel molecular, así como dos parámetros estructurais principais que afectan á súa actividade.

-O coñecemento dos principais obxectivos terapéuticos e a modulación da interacción fármaco-receptor, asi como o deseño de pro-fármacos e / ou bioprecursores que melloren a

-A interpretación dos resultados biolóxicos e establecemento de relacións estrutura-actividade para prever novo fármacos.

-Familiarizarse coas principais técnicas de deseño asistido por ordenador

Contidos
BLOQUE I. CONCEPTOS BÁSICOS DE INTRODUCCION AO DESEÑO DE FÁRMACOS

Tema 1. Evolución dos métodos de búsqueda de novos fármacos. Da observación casual a búsqueda sistemática. Aspectos xerais

Tema 2. Métodos de búsqueda de novos cabeza de serie I.
Métodos clásicos. Variación estructural de productos naturais. Bioensaios de compostos e coleccions. Observacions clínicas: efectos secundarios. Estudo dos metabolitos de fármacos. Intermedios de síntese.

Tema 3. Busca de cabezas de serie II. Química combinatoria. Deseño de quimiotecas.

Tema 4. Busca de cabezas de serie III. Métodos baseados na estructura do receptor. Búsquedas en bases de datos.

BLOQUE II. DESEÑO RACIONAL DIRIXIDO AO RECEPTOR

Tema 5. Natureza química é tipos de dianas biolóxicas
Receptores. Estructura química das biomacromoléculas. Proteínas e ácidos nucleicos. Estructura tridimensional

Tema 6. Interacción fármaco-receptor.
Aspectos físico-químicos e estructurais. Unions electrostáticas, non polares, hidrofóbicas. Factores topolóxicos.

Tema 7. Quiralidade e a súa influencia sobre a farmacodinamia.
Diferenzas isoméricas na actividade, antagonismo e selectividad.

Tema 8. Farmacomodulación.
Disección e conxunción estructural. Homoloxa. Viniloxía. Transformacions de anelos. Restricción conformacional.

Tema 9. Variación estructural baseada na isostería.
Modificacions bioisostéricas. Criterios de bioisostería. Bioisostería clásica. Bioisostería no clásica.

BLOQUE III. DESEÑO RACIONAL E FARMACOCINÉTICA

Tema 10. Modulación química da farmacocinética, I
Propiedades fisicoquímicas e actividade farmacolóxica. Xeneralidades. Transporte biolóxico dos fármacos. Solubilidade. Grao de ionización. Coeficiente de reparto. Unión dos fármacos as proteínas plasmáticas. Efectos da isomería óptica na serie ADME.

Tema 11. Modulación química da farmacocinética, II. Modulación da absorción. Estratexias para modular o paso a través da barreira hemato-encefálica. Transportadores de membrana. Modulación da distribución. Estabilidade plasmática. Unión a proteínas plasmáticas.

Tema 12. Deseño de profármacos. Profármaco e concepto de grupo protector. Estabilidade metabólica. Fármacos duros. Fármacos blandos.

Tema 13. Principio de profármaco-bioprecursor. Mecanismos químicos de bioactivación.

Tema 14. Metabolismo de fármacos e a súa modulación.
Transformacions metabólicas das fases I y II. Aspectos químicos das biotransformaciones tóxicas. Modulación da inhibición do CYP450.

Tema 15. Inhibición enzimática como objetivo no deseño de fármacos.
Estereoselectividade. Inhibidores do estado de transición. Inhibidores suicidas.

Tema 16. Selectividade de fármacos. Fármacos multidiana. Estratexias actuais da búsqueda de novos líderes. Regras de Lipinski.

BLOQUE IV. DISEÑO POR ORDENADOR

Tema 17. Manexo e familiarización con programas básicos de construcción e visualización molecular. Visualización de macromoléculas: ADN e proteínas. Acceso a base de datos de proteínas de Brookhaven.

Tema 18. Estructura tridimensional e molecular modeling. Modelado de moléculas pequenas. Optimización xeométrica. Análise conformacional. Superposición/comparación. Criterios de similitud. Molecular “fitting”

Tema 19. Visualización das interaccions fármaco-receptor. Métodos de comparación. Molecular “docking”

Tema 20. Relación estructura-actividade cuantitativa QSAR. Descriptores moleculares. Parámetros hidrofóbicos, electrónicos e estéricos. Parámetros topolóxicos. Métodos de cálculo.

Tema 21. Análise de datos. Análise discriminante. Análise de regresión. Metodoloxías QSAR. Análise de Hansch.

Tema 22. Métodos de novo: Análise de Free-Wilson. Deseño de series de adestramento. Métodos de Craig, Topliss, Fibonacci, Simplex.

Tema 23. Redes neuronais. Virtual screening. Predicción “in silico” de actividade/toxicidade.

Bibliografía básica e complementaria
BÁSICA:

1. Introducción a la Química Farmacéutica. Editado por Mª del Carmen Avendaño. McGraw-Hill/Interamericana, S.A., 2ª edición. Madrid (2001).

2. Foye's principles of medicinal chemistry. Sixth Edition, by Thomas L. Lemke and David A. Williams. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia (USA) (2008)

3. The Practice of Medicinal Chemistry, 3 Ed. by Camille Georges Wermuth. Academic Press-Elsevier, Amsterdam (Holanda) (2008).

4. Wilson and Gisvold’s Textbook of Organic Medicinal and Pharmaceutical Chemistry. 11 Ed. by John H. Block and John M. Beale. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia (USA) (2004).

5. Recursos "on line"

COMPLEMENTARIA:

1. The Organic Chemistry of Drug Design and Drug Action, 2 Ed. by Richard B. Silverman, Academic Press, (2004)

2. Introduction to the principles of drug design and Action, 4 Ed. by Smith and Wiliams´. John Smith, CRC Press (2011)

3. Textbook of drug design and discovery, by Povl Krogsgaard-Larsen, Kristian Strømgaard, and Ulf Madsen, 4th ed. CRC Press (2011)

4. Pharmacokinetics and metabolism in drug design, (Methods & Principles in Medicinal Chemistry), 3 Ed. by Douglas A. Smith, Charlotte Allerton, Amit S. Kalgutkar y Han van de Waterbeemd Weinheim : Wiley-VCH, cop. 2012

5. Drugs: From Discovery to Approval. 2 Ed. by Rick Ng. Wiley-Blackwell, New Jersey, (USA) (2009).

6. Computational Medicinal Chemistry for Drug Discovery, by Patrick Bultinck, Marcel Dekker, 2004.

Competencias
- Coñecer os aspectos químico-estructurais das principais dianas terapéuticas (receptores, enzimas…)

- Coñecer os principales parámetros moleculares que condicionan a actividade farmacolóxica.

-Coñecer e modular as propiedades implicadas na interacción fármaco-receptor.

-Diseñar profármacos e bioprecursores que melloren a farmacocinética.

-Interpretar os resultados biolóxicos e establecer as relaciones estructura-actividade (REA).

- Coñecer os principais métodos de análisise de datos. Establecer modelos QSAR e de screening virtual para permitir unha predicción da actividade e/ou toxicidade de novos fármacos.

- Coñecer as principais técnicas de deseño asistido por ordenador. Familiarizarse coa xeneración, visión e representación gráfica das estructuras tridimensionais e das técnicas de modelado molecular de moléculas pequeñas e de biomacromoléculas.

Metodoloxía da ensinanza
A) Clases expositivas en grupo grande: 23 horas
Dirixido principalmente a exposición polo profesor dos fundamentos teóricos da materia en sesións dunha hora. O profesor vai ensinar estas clases coa axuda de medios audiovisuais e informáticos, especialmente usado para presentar toda a información necesaria. A asistencia e recomendable. A actitude do alumno considerarase como proba de avaliación.

B) Clases interactivas en grupo reducido (Seminarios): 6 horas
Clase teórico/práctica na que se propoñen e resolven cuestions relacionadas coas clases de teoría e exercicios. O alumno participará activamente nestas clases, fundamentalmente intervindo en debates, elaboración de traballos (artigos, páxinas web…etc). A asistencia e obligatoria para a avaliación continuada.

C) Tutorías en grupos moi reducidos: 2 horas
Serán programadas polo profesor e dedicaranse a actividades que permitan valorar o grao de aprendizaxe e de comprensión da asignatura. Aclaración de dudas sobre teoría ou prácticas, problemas, exercicios, ou otras tareas propostas. O alumno deberá participar activamente, resolverá alguna proba relacionada con material que o profesor entregará con antelación. A asistencia e actitude do alumno considerarase como proba de avaliación.

D) Clases teórico/prácticas de ordenador: 12 horas
Que se combinan e complementan coas clases teóricas en grupo grande. O alumno capacitase nos temas do programa de carácter eminentemente teórico/práctico, referidos como Bloque IV. Estes contidos abordaranse mediante o uso de ordenador e software necesario. Están previstas sesions de 2h de duración e o alumno deberá entregar un informe do realizado que contará na proba de evaluación. La asistencia a clase de ordenador e obligatoria e considerarase como criterio de avaliación.

Sistema de evaluación
A calificación global do alumno, un total de 10 puntos, será a suma acadada segundo a seguinte distribución:


-A avaliación continuada da participación e actitude do alumno nas horas presenciales (clases, seminarios, tutorías…) contribuirá cun máximo de 2 puntos, un 20% da nota final.


-A avaliación dos coñecementos adquiridos mediante exámenes contribuirá cun máximo de 8 puntos (80 % de la nota final), e consistirá en dous exames:
Un exame dos contidos teóricos (temas 1 a 16 do programa). Contribuirá cun máximo de 5 puntos, un 50% da nota final.
Un exame dos contidos teórico/prácticos de ordenador (temas 17-23 bloque IV). Contribuirá cun máximo de 3 puntos, un 30% da nota final.

-Na segunda cualificación a que ten dereito o alumno (mes de xulio) examinarase soamente dos contidos teóricos, xa que as cualificacions conseguidas tanto en seminarios como no exame teórico/practico de ordenador conservaránselle para o computo da nota final.

Tempo de estudo e traballo persoal
Estudio autónomo individual ou en grupo: 46 horas

Resolución de exercicios, e traballos relacionados coas clases de seminario: 6 horas

Orientación e resolución de dúbidas para tutorías: 2,5 horas

Preparación de traballos e bases de datos relacionadas coas prácticas de ordenador: 12 horas

Realización e revisión de exames: 3 horas

Recomendacións para o estudo da materia
O alumno deberá:

Mostrar unha disposición aberta e sen prexuizo cara a materia, analizando obxectivamente a relevancia no contexto da súa formación profesional e integral.

Intentar resolver las cuestions suscitadas nas clases expositivas para poder plantexar cuestions nas clases interactivas.

Aconséllase asistir a todas las clases, para una boa e eficiente formación e para obter una avaliación positiva na materia.

Estudar a materia de xeito continuado.

Observacións
Recursos “on line”
Para A preparación da materia e importante o uso dos recursos dispoñibles na web: software libre, tutoriales, etc. con accesos que serán actualizados polo profesor o comenzo do curso.
Entre outros:
Protein data bank:http://www.rcsb.org/pdb/,
Diseño: http://www.drugdesign.org,. etc.
Drug Design Ppt - Free PDF downloads

A asistencia a clases expositivas, ainda que non e obrigatoria, e altamente recomendable para obter un rendemento adecuado no ensino interactivo.
Participación activa nas clases interactivas.
A consulta bibliográfica e de fontes de información

Aquel alumno que non supere con éxito o proceso de avaliación, e se así o desexa, poderá acudir ao profesor, en horario de tutorías, en busca de asesoramento en relación co tema.