Farmaseuttisen kemian oppiaine

Transkriptio

1 Farmaseuttisen kemian oppiaine

2 FARMASIA JA KEMIA Kemia on perinteisesti ollut farmasian keskeinen oppiaine. Esimerkiksi ruotsalainen apteekkari Carl Wilhelm Scheele ( ) löysi ensimmäisenä useita alkuaineita. Typpi Happi Barium Kloori Molybdeeni Volframi Kuva Scheelen apteekista Köpingissä 2

3 FARMASIA JA KEMIA Lääke- ja apuaineet ovat molekyylejä, joiden ominaisuudet määräytyvät niiden kemiallisesta rakenteesta. Farmakodynamiikka Farmakokinetiikka Toksisuus Liukoisuus Säilyvyys Analytiikka O O N O OH Cl Indometasiinin rakenne 3

4 FARMASIA JA KEMIA Opetus ja tutkimus oppiaineessa farmaseuttinen kemia liittyy läheisesti muihin farmasian laitoksen oppiaineisiin Farmakologia Farmasian teknologia Biofarmasia 4

5 FARMASEUTTINEN KEMIA Tällä hetkellä noin 35 henkilöä työskentelee oppiaineessa farmaseuttinen kemia Professoreita (5) Senioritutkijoita (15) Tutkijoita (9) Teknistä henkilökuntaa (6) Vuoden 2012 alusta Snellmanian puolen kemia liitettiin osaksi farmaseuttista kemiaa (noin 20 henkilöä) 5

6 OPINNOT FARMASEUTTISELLA KEMIALLA Pakollisia: Orgaaninen kemia (6 op) Analyyttinen kemia (4,5 op) Valinnaisten opintojen lista tulee olemaan syksystä 2012 alkaen sama kaikille proviisoriopiskelijoille oppiaineesta riippumatta 6

7 MIKSI FARMASEUTTINEN KEMIA? Farmasia on luonnontiede, joka perustuu kemiaan Työllistyminen farmaseuttiselta kemialta on ollut monipuolista Apteekissa oppiaineelta valmistuneen pärjäävät hyvin Viranomaistyö tarvitsee farmasian luonnontieteellistä osaamista Lääketeollisuudessa tarvitaan farmasian luonnontieteellistä osaamista Lääketutkimus perustuu suurelta osin luonnontieteisiin Tutkimus farmaseuttisella kemialla on monipuolista ja liittyy läheisesti muihin farmasian oppiaineisiin. 7

8 TERVETULOA FARMASEUTTISELLE KEMIALLE 8

9 Sirtuiinit Ikuisen elämän eliksiiri?

10 Sirtuiinit Ikuisen elämän eliksiiri?

11 Sirtuiinien biokemia lääkekehityksessä Sirtuiinit ovat elintärkeitä vanhenemisen biologiaa sääteleviä entsyymejä. Työn tarkoituksena on testata mitkä entsyymiaktiivisuuden määritysmenetelmät ja sirtuiiniaktivaation biokemialliset markkerit soveltuisivat parhaiten lääkekehitysprojektin käyttöön. Työssä käytetään nisäkässoluviljelmiä ja entsyymipreparaatteja, joita käsitellään sirtuiinien toimintaa moduloivilla yhdisteillä. Menetelmät: Soluviljely, proteiinien eristys, Western blot, entsyymiaktiivisuusmääritykset, tulehdusmarkkerien pitoisuusmääritykset. Yhteyshenkilöt: Tarja Kokkola, Elina Jarho, Maija Lahtela-Kakkonen 11

12 TIETOKONEAVUSTEINEN LÄÄKEAINEEN SUUNNITTELU Lääkeaineiden ja niiden kohdeproteiinien molekyylitason interaktioiden ja toiminnan tutkiminen virtuaalisesti Käytetään lääkeaineiden suunnittelussa sekä akateemisella puolella että lääkekehitysyrityksissä Tarjolla useita erilaisia projekteja ja ammattitaitoista ohjausta Yhteyshenkilöt: Maija Lahtela-Kakkonen Prof. Antti Poso

13 KLK3-ENTSYYMIÄ STIMULOIVIEN PIENMOLEKYYLIEN MALLINNUS Kohdeproteiini: KLK3 Prostataspesifinen antigeeni (PSA); human kallikrein 3 (KLK3) Eturauhasessa toimiva proteaasientsyymi Osallistuu eturauhassyövän leviämiseen Entsymaattinen aktiivisuus estää verisuonten uudiskasvua Verisuonten uudiskasvu oleellista syövän leviämisen kannalta Tutkimuksessa kehitetään yhdisteitä, jotka stimuloivat KLK3:n aktiivisuutta Eturauhassyövän etenemisen hidastaminen, ehkä jopa estäminen

14 KLK3-ENTSYYMIÄ STIMULOIVIEN PIENMOLEKYYLIEN MALLINNUS Työ käytännössä: Itsenäistä tietokonetyötä Haastava projekti mutta mahdollisuus myös julkaisuun Vaatimukset: Kurssit Lääkeaineen suunnittelu, Molekyylimallinnus I, Lääkeainereseptori interaktiot lääkeaineen suunnittelussa Yhteyshenkilöt: Henna Härkönen Maija Lahtela-Kakkonen 14

15 Elimistön kannabinoidijärjestelmä CB-tiimi Mallinnus, suunnittelu, synteesi, in vitro -testaus Professori Antti Poso Yliopistotutkija Tapio Nevalainen Tutkijatohtori Teija Parkkari Tutkijatohtori Tuomo Laitinen Tutkija Jayendra Patel (FM) Tutkija Sari Yrjölä (FM) Tatu Pantsar (proviisoriopiskelija) In vitro testaus, kohdeproteiinien biologinen karakterisointi Yliopistotutkija Jarmo Laitinen Yliassistentti Juha Savinainen Tutkija Niina Aaltonen (proviisori) Tutkija Dina Navia-Paldanius (FM) Tervetuloa tutustumaan CB-tiimiin seuraavaan CB-klubin tapaamiseen klo13 Md3048! Teija Parkkari

16 Elimistön kannabinoidijärjestelmä CB-tiimi Erikoistyö kannabinoidiprojektissa: Aihe räätälöidään opiskelijan toiveiden mukaisesti. Projekteista löytyy vaihtoehtoja niin kemiasta kuin farmakologiastakin kiinnostuneille. Työt voivat sisältää synteesiä, mallinnusta, analytiikkaa, in vitro testimenetelmien kehittämistä, erilaisia solu-/molekyylibiologian / biokemian työmenetelmiä Meneillään olevia projekteja: MGL/FAAH-inhibiittorit AEA-transportteri-inhibiittorit GPR55-ligandit ABHD6/12 entsyymien karakterisointi sekä inhibiittoreiden suunnittelu CB1/CB2 reseptoriaktivaatiota mittaavien HTSmenetelmien pystyttäminen ja validointi Tervetuloa tutustumaan CB-tiimiin seuraavaan CB-klubin tapaamiseen klo13 Md3048! Teija Parkkari

17 O O OH OH HO N H O 2-AG AEA ANALYTIIKKA Yhteyshenkilöt: Prof. Seppo Auriola (seppo.auriola@uef.fi) Pekka Keski-Rahkonen (pekka.keskirahkonen@uef.fi) Marko Lehtonen (marko.lehtonen@uef.fi) Endokannabinoidijärjestelmä ja alkoholismi

18 SYKLODEKSTRIINITEKNOLOGIA 18

19 SYKLODEKSTRIINIEN KÄYTTÖ MYRKYTYSTEN HOIDOSSA Projektissa on tarkoitus kehittää uusia syklodekstriinijohdoksia, joita voidaan käyttää lääkeaineiden poistamiseen verenkierrosta. Sisältö: Liukoisuustutkimuksia HPLC-analytiikkaa Muut analyysimenetelmät (MS, NMR)? Mallinnus? Ajankohta: Syksy 2012 Yhteyshenkilöt: Lehtori Pekka Jarho Yliopisto-opettaja Elina Turunen 19

20 Aihiolääkkeet (Prodrugs) Tutkimusaiheet Metformiinin paremmin imeytyvät aihiolääkkeet synteesi ja rakennekarakterisointi fysikokemiallisten ja farmaseuttisten ominaisuuksien määritys (in vitro; HPLC) permeabiliteetti ja lääkeaine analytiikka (in vitro; HPLC) bioanalytiikka (in vivo; HPLC) LAT1 (Large Amino Acid Transporter 1)- kohdentuvat aihiolääkkeet Syöpäsoluihin kohdentuvat aihiolääkkeet Keskushermostoon kohdentuvat aihiolääkkeet synteesi ja rakennekarakterisointi fysikokemiallisten ja farmaseuttisten ominaisuuksien määritys (in vitro; HPLC) bioanalytiikka (in vivo; HPLC) Dendrimeerit sekä lääkeaineita hitaasti vapauttavat geelivalmisteet Lääkeaine analytiikka (dissoluutiolaitteisto; HPLC) Polyamiinien kuljetusmekanismien hyödyntäminen aihiolääkkeissä synteesi ja rakennekarakterisointi fysikokemiallisten ja farmaseuttisten ominaisuuksien määritys (in vitro; HPLC) Lisätiedot ja

21 Tumareseptorien molekyylimallinnus CAR - how to switch gears Gao et al, J Biol Chem, 2009 Tumareseptori CAR (constitutive androstane receptor) on tärkeä säätelijä lääkeainemetaboliassa ja monissa fysiologisissa prosesseissa kuten energiaaineenvaihdunnassa CAR:lla korkea pohja-aktiivisuus, jota voidaan nostaa tai laskea ligandeilla Tutkimuksesta haastavan tekevät: suhteellisen suuri ja kaikkiruokainen ligandia sitova tasku sekä Ligandien kahtalainen luonne (aktivoiva/inhiboiva) CAR:n rooli useiden eri geenien ilmentymisen säätelyssä Lisätiedot: tuomo.laitinen@uef.fi ja maija.mahtela-kakkonen@uef.fi ja antti.poso@uef.fi

22 Tumareseptorien molekyylimallinnus CAR - how to switch gears Ligandien telakointi Proteiinin joustavuus huomioiden Telakointitulosten uudelleenpisteytys Molekyylidynamiikkasimulaatiot proteiini-ligandikompleksille Amber-ohjelmisto Monissa simulaatioissa mukana myös reseptorin toiminnassa tarvittava koregulaattoripeptidi Ligandipohjaiset menetelmät Farmakoforimallit Tulevaisuudessa Uusien telakointiohjelmien testaus Proteiini-proteiini-telakointi koregulaattoripeptidille Lisätiedot: tuomo.laitinen@uef.fi ja maija.mahtela-kakkonen@uef.fi ja antti.poso@uef.fi

23 Reaktiivisia happiradikaaleja indusoivat syöpälääkkeet Juha Pulkkinen ja Pekka Poutiainen (Farmasian laitos) yhdisteet, jotka indusoivat reaktiivisten happiradikaalien tuotantoa ja siten aiheuttavat solukuoleman selektiivisesti syöpäsoluille, ovat potentiaalisia syöpälääkekandidaatteja erikoistyössä on tarkoitus tutkia in vitro-menetelmin yhdisteiden soluvaikutuksia Lisätietoja: Juha Pulkkinen, puh , huone Sn2101 Tutkimusryhmän kotisivut:

24 Hydrophilic derivatives of novel prostate cancer drug candidates: an in vitro study of their antiandrogen activity Antiandrogenic compounds, such as bicalutamide and flutamide, are used for the treatment of prostate cancer We have developed a group of organic compounds which express potent antiandrogenic effect and bind to androgen receptor (AR) more strongly than the above mentioned commercial drug compounds The purpose of the study is to investigate in vitro the binding affinity and AR antagonism of our ligands substituted with groups that increase hydrophilicity Project supervisors: Senior scientist Juha Pulkkinen and Researcher Pekka Poutiainen (Dept. Pharmacy), Professor Jorma Palvimo (Dept. Medicine) Additional information: Dr. Juha Pulkkinen, juha.t.pulkkinen@uef.fi, tel , room Sn2101 Homepage of the research group: 24

25 Lisätiedot Prof. Lapinjoki ja Azhayev

26 Erikoistyön aiheita polyamiineista Prof. Vepsäläinen Työt voi aloittaa koska tahansa Lopullinen kokonaisuus riippuu aloitusjankohdasta

27 Yleistä polyamiineista - polyamiinit (PAt) ovat välttämättömiä solulle niiden jakautuessa ja erilaistuessa - PAt ovat merkittävässä roolissa mm. syövän hoidossa ja diagnostiikassa sekä diabeteksessa H 2 N H 2 N SpmSy H 2 N SpdSy N H Putreskiini Spermidiini N H O N H Spermiini H N NH 2 O N H NH 2 N H PAO NH 2 N H SSAT PAO SSAT H N NH 2 NH 2 Lisätiedot: jouko.vepsalainen@uef.fi

28 PA tutkimus Kuopiossa Tavoite: Ymmärtää PA käyttäytymien elävissä organismeissa ja kehittää menetelmiä säätelemään PA metaboliaa Meneillään olevat projektit ( ): 1) erilaisten syöpätyyppien havaitseminen virtsasta, 2) deuteroitujen PA ja PA-johdannaiset ensyymikinetiikka, 3) varausvajaat PA-analogit, 4) metyloitujen PA enantioselektiivinen valmistus 5) synteesistrategioiden kehittäminen uusille PAjohdoksille Lisätiedot: