ECTS credits ECTS credits: 4.5
ECTS Hours Rules/Memories Hours of tutorials: 4 Expository Class: 20 Interactive Classroom: 21 Total: 45
Use languages Spanish, Galician
Type: Ordinary Degree Subject RD 1393/2007 - 822/2021
Departments: Organic Chemistry
Areas: Organic Chemistry
Center Faculty of Pharmacy
Call: Second Semester
Teaching: With teaching
Enrolment: Enrollable
La asignatura de Diseño de Fármacos se basa el estudio las distintas estrategias utilizadas en el diseño de fármacos, así como en la predicción de nuevas mejoras terapéuticas más activas o menos tóxicas.
-Para ello se plantea como objetivos:
-El estudio de las bases físico-químicas de la acción de los fármacos a nivel molecular, así como de los principales parámetros estructurales que afectan a su actividad.
-El conocimiento de las principales dianas terapéuticas y la modulación de la interacción fármaco-receptor, así como el diseño de profármacos y/o bioprecursores que mejoren la farmacocinética.
-La interpretación de los resultados biológicos y establecimiento de las relaciones estructura-actividad que permitan predecir nuevos fármacos.
-Familiarizarse con las principales técnicas de diseño asistido por ordenador.
El programa consta de 23 clases expositivas divididas en IV bloques:
Bloques I-III cuyo contenido se desarrollará en 16 clases de duración estimada de 1 hora, que se dedicarán a contenidos de carácter teórico.
Bloque IV de contenido teórico-práctico al que se dedican 7 sesiones para aquellos conocimientos de diseño en que es imprescindible la utilización de ordenador.
BLOQUE I. CONCEPTOS BÁSICOS DE INTRODUCCION AL DISEÑO DE FÁRMACOS
Tema 1. Evolución de los métodos de búsqueda de nuevos fármacos.
De la observacion casual a la búsqueda sistemática. Aspectos generales
Tema 2. Métodos de búsqueda de nuevos cabeza de serie I.
Métodos clásicos. Variación estructural de productos naturales. Bioensayos de compuestos y colecciones. Observaciones clínicas: efectos secundarios. Estudio de los metabolitos de los fármacos. Intermedios de síntesis.
Tema 3. Búsqueda de cabezas de serie II. Química combinatoria. Diseño de quimiotecas.
Tema 4. Búsqueda de cabezas de serie III. Métodos basados en la estructura del receptor. Búsquedas en bases de datos.
BLOQUE II. DISEÑO RACIONAL DIRIGIDO AL RECEPTOR
Tema 5. Naturaleza química y tipos de dianas biológicas
Receptores. Estructura química de biomacromoléculas. Proteínas y ácidos nucleicos. Estructura tridimensional
Tema 6. Interacción fármaco-receptor.
Aspectos físico-químicos y estructurales. Uniones electrostáticas, no polares, hidrofóbicas. Factores topológicos.
Tema 7. Quiralidad y su influencia en la farmacodinamia.
Diferencias isoméricas en la actividad, antagonismo o selectividad. Cociente eudísmico
Tema 8. Farmacomodulación.
Disyunción y conjunción estructurales. Homología. Vinilogía. Transformaciones de anillos. Restricción conformacional.
Tema 9. Variación estructural basada en la isostería.
Modificaciones bioisostéricas. Criterios de bioisostería Bioisostería clásica. Bioisostería no clásica
BLOQUE III. DISEÑO RACIONAL Y FARMACOCINÉTICA
Tema 10. Modulación química de la farmacocinética, I
Propiedades fisicoquímicas y actividad farmacológica. Generalidades. Transporte biológico de los fármacos. Solubilidad. Grado de ionización. Coeficiente de reparto. Fijación de los fármacos a las proteínas plasmáticas. Efectos de la isomería óptica en la serie ADME.
Tema 11. Modulación química de la farmacocinética, II. Modulación de la absorción. Estrategias para modular el paso a través de la barrera hemato-encefálica. Transportadores de membrana. Modulación de la distribución. Estabilidad plasmática. Unión a proteínas plasmáticas.
Tema 12. Diseño de profármacos. Profármaco y concepto de grupo protector. Estabilidad metabólica. Fármacos duros. Fármacos blandos.
Tema 13. Principio de profármaco-bioprecursor. Mecanismos químicos de bioactivación. Hidrólisis.reducción, oxidación.
Tema 14. Metabolismo de fármacos y su modulación.
Transformaciones metabólicas de fases I y II. Aspectos químicos de las biotransformaciones tóxicas. Modulación de la inhibición del CYP450.
Tema 15. Inhibición enzimática como objetivo en el diseño de fármacos.
Estereoselectividad. Inhibidores del estado de transición. Inhibidores suicidas.
Tema 16. Selectividad de fármacos. Fármacos multidiana. Estrategias actuales de búsqueda de nuevos líderes. Reglas de Lipinski.
BLOQUE IV. DISEÑO POR ORDENADOR
Tema 17. Manejo y familiarización con programas básicos de construcción y visualización molecular. Visualización de macromoléculas: ADN y proteínas. Acceso a la base de datos de proteínas de Brookhaven.
Tema 18. Estructura tridimensional y molecular modeling. Modelado de moléculas pequeñas. Optimización geométrica. Análisis conformacional. Superposición/comparación. Criterios de similitud. Molecular “fitting”
Tema 19. Visualización interacciones fármaco-receptor. Métodos de comparación. Molecular “docking”
Tema 20. Relación estructura-actividad cuantitativa QSAR. Descriptores moleculares. Parámetros hidrofóbicos, electrónicos y estéricos. Parámetros topológicos. Métodos de cálculo.
Tema 21. Analisis de datos. Análisis discriminante. Análisis de regresión. Metodologías QSAR. Análisis de Hansch.
Tema 22. Métodos de novo: Análisis de Free-Wilson. Diseño de series de entrenamiento. Métodos de Craig, Topliss, Fibonacci, Simplex.
Tema 23. Redes neuronales. Virtual screening. Predicción “in silico” de actividad/toxicidad.
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.
Conocimientos:
Con 01. Conocer el origen, naturaleza, y como diseñar, obtener, analizar, controlar y producir principios activos, fármacos y medicamentos, así como otros productos y materias primas de interés sanitario de uso humano o veterinario.
Con 11. Conocer las características físico‐químicas de las sustancias utilizadas para la fabricación de los medicamentos.
Con 12. Conocer y comprender las características de las reacciones en disolución, los diferentes estados de la materia y los principios de la termodinámica y su aplicación a las ciencias farmacéuticas.
Con 13. Conocer y comprender las propiedades características de los elementos y sus compuestos, así como su aplicación en el ámbito farmacéutico.
Con 14. Conocer y comprender la naturaleza y comportamiento de los grupos funcionales en moléculas orgánicas.
Con 15. Conocer los principios y procedimientos para la determinación analítica de compuestos: técnicas analíticas aplicadas al análisis de agua, alimentos y medio ambiente.
Con 16. Conocer y aplicar las técnicas principales de investigación estructural incluyendo la espectroscopia.
Habilidades o destrezas:
H/D 07. Seleccionar las técnicas y procedimientos apropiados en el diseño, aplicación y evaluación de reactivos, métodos y técnicas analíticas.
H/D 08. Llevar a cabo procesos de laboratorio estándar incluyendo el uso de equipos científicos de síntesis y análisis, instrumentación apropiada incluida.
H/D 09. Estimar los riesgos asociados a la utilización de sustancias químicas y procesos de laboratorio.
Competencias:
Competencias Instrumentales:
Comp 05. Habilidades básicas del manejo del ordenador.
Comp 06. Habilidades de gestión de la información (habilidad para buscar y analizar información proveniente de
fuentes diversas).
Comp 07. Resolución de problemas.
Comp 08. Toma de decisiones.
Competencias interpersonales:
Comp 14. Capacidad para comunicarse con expertos de otras áreas.
Competencias sistémicas:
Comp 19. Habilidades de investigación.
Comp 20. Capacidad de aprender.
Comp 22. Capacidad para generar nuevas ideas (creatividad).
Docencia teórica: 23 h
Docencia interactiva seminario: 14 h
Docencia interactiva laboratorio/aula informática: 4 h
Tutorización individual del alumnado: 2 h
Exámenes y revisión: 2 h
Trabajo personal del alumnado: 67,5 h
A) Clase Magistral
Dirigidas fundamentalmente a la exposición por parte del profesor de los fundamentos teóricos de la materia en sesiones de aproximadamente una hora de duración. El profesor impartirá estas clases con la ayuda de medios audiovisuales e informáticos. La asistencia es recomendable del alumno será considerada como prueba de evaluación.
B) Clases interactivas de seminarios. Resolución de problemas.
Clase teórico/práctica en la que se proponen y resuelven cuestiones relacionadas con las clases de teoría, y ejercicios. El alumno participará activamente en estas clases, fundamentalmente mediante la intervención en debates, elaboración de trabajos basados en el conocimiento previo (artículos, páginas web…etc), la resolución de ejercicios. La asistencia y actitud del alumno será considerada como prueba de evaluación.
C) Tutorías: Programadas por el profesor.
Serán programadas por el profesor y se dedicarán a actividades que permitan valorar el grado de aprendizaje y comprensión de la asignatura. Aclaración de dudas sobre teoría o las prácticas, problemas, ejercicios, u otras tareas propuestas. El alumno deberá participar activamente, resolverá alguna prueba en relación a material que el profesor entregará con antelación. La asistencia y actitud del alumno será considerada como prueba de evaluación.
D) Prácticas/aula informática
Que se combinan y complementan con las clases teóricas en grupo grande. El alumno se capacitará en aquellos temas del programa de carácter eminentemente teórico/práctico, referidos como Bloque IV. Dichos contenidos se abordarán con el uso del ordenador y el software necesario. Se prevén sesiones de 2h de duración y el alumno deberá entregar un informe de lo realizado se tendrá en cuenta como prueba de evaluación. La asistencia a las clases de ordenador es obligatoria, y será considerada como criterio de evaluación. Para la realización de las prácticas el alumno deberá disponer de su ordenador PC personal.
E) Presentación en aula (de un proyecto, ejercicio, etc.). Foros de discusión - trabajo en grupo- Aprendizaje colaborativo.
SISTEMA DE EVALUACIÓN
1. Examen. PONDERACIÓN MÍNIMA: 50% PONDERACIÓN MÁXIMA: 100%
2. Seminarios. Resolución de problemas/ejercicios-evaluación continua PONDERACIÓN MÍNIMA: 0% PONDERACIÓN MÁXIMA: 50%
3. Prácticas de laboratorio-ordenador: PONDERACIÓN MÍNIMA0% PONDERACIÓN MÁXIMA: 50%
4. Presentación oral (actividades adicionales, incluidas en la evaluación continua): PONDERACIÓN MÍNIMA: 0% PONDERACIÓN MÁXIMA: 50%. Debate: PONDERACIÓN MÍNIMA: 0% PONDERACIÓN MÁXIMA: 50%
La evaluación de los conocimientos, habilidades y competencias adquiridas en la materia será realizada a través das siguientes vías:
En el examen teórico: Con 1, 11, 12, 13, 14, 15, Comp 07, Comp 20.
En la evaluación de las prácticas de laboratorio y presentación oral: Con 16, H/D 07, H/D 8, H/D 9, Comp 05, 06, 14, 19, 22.
En la evaluación de las clases interactivas: H/D 07, H/D 08, Comp 07, 08, 09, Comp 20, 22.
La calificación global del alumno, un total de 10 puntos, será la suma de lo obtenido de acuerdo con la siguiente distribución:
-La evaluación continua de la participación y actitud del alumno en sus horas presenciales (clases, seminarios, tutorías…) contribuirá con un mínimo de 3 puntos, un 30% de la nota final.
-La evaluación de los conocimientos adquiridos mediante exámenes contribuirá con un máximo de 7 puntos (70 % de la nota final), y consistirá en dos exámenes:
Un examen de los contenidos teóricos (temas 1 a 16 del programa). Contribuirá con un máximo de 4 puntos, un 40% de la nota final. Para superar la asignatura, será necesario una puntuación mínima del 40% del máximo en esta apartado.
Un examen de los contenidos teórico/prácticos de ordenador (temas 17-23 bloque IV). Contribuirá con un máximo de 3 puntos, un 30% de la nota final.
La suma de todas las calificaciones debe ser de al menos 5 puntos (sobre 10) para aprobar la asignatura.
En la segunda calificación a la que tiene derecho el alumno (mes de Julio) se examinará solamente de los contenidos teóricos, ya que las calificaciones que haya conseguido tanto en seminarios como en el examen teórico/practico de ordenador se le conservarán a la hora de computar la nota final.
La nota da evaluación continua puede mantenerse para los alumnos repetidores que así lo deseen.
Para los casos de utilización fraudulenta de los ejercicios o pruebas, será de aplicación lo recogido en la "Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de las calificaciones".
Estudio autónomo individual o en grupo: 46 horas
Resolución de ejercicios, u otros trabajos relacionados con las clases de seminario: 6 horas
Orientación y resolución de dudas para tutorías: 2,5 horas
Preparación del trabajo y bases de datos relacionadas con las prácticas de ordenador: 10 horas
Realización y revisión del examen: 3 horas
El alumno deberá:
Mostrar una disposición abierta y sin prejuicio hacia la materia, analizando objetivamente la relevancia de la misma en el contexto de su formación profesional e integral.
Intentar resolver las cuestiones planteadas en las clases expositivas para poder plantear cuestiones en la clases interactivas.
Es aconsejable asistir a todas las clases, para el buen aprovechamiento, la eficiente formación y la obtención de una evaluación positiva en la materia.
Estudiar la materia de modo continuado.
Recursos “on line” necesarios para el correcto desarrollo de la asignatura:
Para la preparación de la asignatura es importante el manejo de los recursos disponibles en la web: software libre, tutoriales, etc. con accesos que serán actualizados por el profesor a al inicio del curso. Entre otros:
Protein data bank:http://www.rcsb.org/pdb/,
Diseño: http://www.drugdesign.org,
SwissPDBViewer, SwissADME, Arguslab, UCSF Chimera, ChimeraX
La asistencia a la docencia expositiva, no siendo obligatoria, es muy recomendable para alcanzar el adecuado rendimiento en la docencia interactiva.
La participación activa en la docencia interactiva
La consulta de fuentes bibliográficas y de información
Aquel alumno que no supere con éxito el proceso de evaluación, y así lo desee, puede acudir al profesor, en horario de tutorías, en busca de asesoramiento en relación con el tema.
Alberto José Coelho Cotón
Coordinador/a- Department
- Organic Chemistry
- Area
- Organic Chemistry
- Phone
- 881814943
- albertojose.coelho [at] usc.es
- Category
- Professor: University Lecturer
José Manuel Malga Díaz
- Department
- Organic Chemistry
- Area
- Organic Chemistry
- josemanuel.malga.diaz [at] usc.es
- Category
- Xunta Pre-doctoral Contract
| Wednesday | |||
|---|---|---|---|
| 15:00-16:00 | Grupo /CLE_01 | Spanish | 5035 Classroom 6 Faculty of Law |
| Thursday | |||
| 15:00-16:00 | Grupo /CLE_01 | Spanish | 5035 Classroom 6 Faculty of Law |
| Friday | |||
| 15:00-16:00 | Grupo /CLIS_02 | Spanish | 5035 Classroom 6 Faculty of Law |
| 15:00-16:00 | Grupo /CLIS_01 | Spanish | 5035 Classroom 6 Faculty of Law |