水生生物急性毒性QSAR模型研究进展

化学品污染对人类健康和生态环境造成潜在风险。但是,危害性信息缺失是进行化学品风险评价的主要挑战。经济合作与发展组织(OECD)和美国环保署都提倡用非动物实验替代方法来弥补数据缺失。定量结构-活性关系(QSAR)被认为是一种有应用前景的替代技术。水生生物急性毒性是化学品风险评估和优先污染物筛选中最常用的参数之一。但是,目前可获得的实验毒性数据非常有限。本文总结了近年来发展的急性毒性预测模型,包括:(1)基于同类化合物建模;(2)基于数理统计建模;(3)基于化合物毒性作用模式建模。从模型预测能力、应用域、机理解释等角度对这3类模型进行了比较。其中,基于作用模式构建的模型一般具有较好的预测性能,并有助于机理解释,将是今后水生生物急性毒性预测的发展方向。     

芳香族化合物与水合电子水相反应速率常数的QSAR模型研究

基于水合电子(e_(aq)~-)的高级还原技术(ARPs)是一种有效地去除水中痕量有机污染物的技术.有机物与水合电子反应的速率常数(k_(e_(aq)~-))是评价高级还原处理体系中有机物去除效率的一个重要参数.然而化学品种类繁多,通过实验方法一一获取k_(e_(aq)~-)是不现实的.因此,需要建立一种能够快速预测k_(e_(aq)~-)的方法,填补现有数据的缺失.本研究搜集整理了94种芳香族化合物的k_(e_(aq)~-)实验值,采用逐步多元线性回归(MLR)和支持向量机(SVM)方法分别构建了预测化合物的k_(e_(aq)~-)线性和非线性定量结构活性关系(QSAR)模型.两个模型均具有良好的拟合度(R_(adj,tr)~2 0.800)、稳健性(Q_(ext)~2=0.782)和预测能力(Q_(ext)~2 0.790).机理分析表明,最低未占据分子轨道能(E_(LUMO))和偶极矩加权的来自扩增边缘邻接处的最大特征值(SpMAD_AEA(dm))是影响有机物同e_(aq)~-反应活性的重要参数,此外,k_(e_(aq)~-)还与化合物的键级和极化率有关.元分析结果表明具有吸电子官能团的芳香化合物比含供电子基团的化合物倾向于与e_(aq)~-有更高的反应活性.     

取代苯甲醛衍生物的定量结构—活性关系（QSAR）研究

本文研究了反应性化合物取代苯甲醛衍生物对大型蚤的４８ｈ急性毒性,建立了定量结构－活性关系模型,探讨了其毒性作用机制,发现其毒性主要取决于苯环上取代基的Ｈａｍｍｅｔｔ电效应常数。模预测结果与实验结果基本一致。     

用分子连接指数研究氯代芳香族化合物对绿藻的毒性及QSAR分析

本文测定了一批氯代芳香族化合物对羊角月牙藻的急性毒性,运用分子连接性指数分析了化合物结构与其毒性之间的定量关系,并用逐一抽取法检验比较了模型的稳健性.     

有机磷类化合物大鼠急性毒性QSAR模型构建与毒性机制研究

有机磷化合物(OPs)广泛分布在各种环境介质中,并对各类生物的健康有潜在的危害。本研究采用基于逐步算法(SW)和遗传算法(GA)的多元线性回归(MLR)方法,收集并筛选出53种OPs的数据集并建立其关于大鼠急性口服毒性(LD50)的定量结构活性关系(QSAR)模型。构建的SW-MLR模型的参数决定系数(R²)、留一法交叉验证系数(Q_LOO²)、外部检验系数(Q_F1²和Q_F2²)分别为0.897、0.817、0.515和0.505,GA-MLR模型的参数分别为0.827、0.752、0.831和0.828。2个模型的统计参数表征了良好的预测能力。使用外部测试集对模型进行评估时,发现GA-MLR模型比SW-MLR模型具有更好的预测和泛化能力。此外,基于建立的模型预测了其他9种OPs的急性毒性,并辅以分子对接技术探究了其潜在的神经毒性。分子对接结果显示,其中8种OPs可以与人类丁酰胆碱酯酶结合。模型机理解释和分子对接结果显示,OPs取代基的...     

过氧化物酶催化去除水体中酚类内分泌干扰物的研究进展

内分泌干扰物(EDCs)会干扰生物体的内分泌系统从而对人类、野生动物以及水生生物产生负面影响,这一问题已经引起了人们的广泛关注.广泛分布于自然环境中的辣根过氧化物酶(HRP)和木质素过氧化物酶(LiP),具有较强的催化氧化能力,能够催化去除雌激素、双酚A等多种具有内分泌干扰效应的污染物.本文在介绍辣根过氧化物酶(HRP)和木质素过氧化物酶(LiP)两种过氧化物酶的相关性质和催化氧化机理的基础上,从污染物结构与其催化去除效率关系的角度综述了过氧化物酶去除具有内分泌干扰效应的污染物的研究进展.为污水处理过程中过氧化物酶用于去除内分泌干扰物提供依据,并展望了其未来的发展方向.     

基团定位指数用于橙酮类DRAK2抑制剂活性的研究

DRAK2激酶在多种细胞死亡信号通路中发挥着关键的作用,为研究橙酮类DRAK2抑制剂的抑制活性与其分子结构之间的定量构效关系,根据橙酮类DRAK2抑制剂分子中原子的连接特性,提出了一种新的结构指数——基团定位指数(D),并分别计算了59个橙酮类DRAK2抑制剂分子的电性距离矢量值,筛选了电性距离矢量中的M₂、M₃、M₉、M₁₄、M₁₅、M₂₁和M₃₃作为理论结构的描述符,将这几个结构指数与基团定位指数(D)结合,与橙酮类DRAK2抑制剂的抑制活性进行回归分析,将8种参数作为神经网络方法的输入节点层的输入参数,采用8-4-1的神经网络的网络结构,构建了一种相关性较好的预测橙酮类DRAK2抑制剂抑制活性的神经网络法模型,预测模型的方程总相关系数(r_总)达到0.9931,计算得到的抑制活性预测值与实验值(pIC₅₀)之间的相对平均误差只有1.12%;对模型进行稳定性和离域性检验,效果良好;与别的模...     

连接性指数对脂肪醇的QSPR/QSAR研究

用碳原子取代醇中的氧,构造出极性很小、结构和原化合物相似的分子.定义原子特征值f_i=1 sum h_(ij),并在邻接矩阵的基础上,建立该化合物的连接性指数~mG,~mG=sum(f_i·f_i·f_k…)~0.5,其中,~0C=sum(f_i)~0.5.G=sum(f_i·f_i)~0.5.~mG对脂肪醇异构体具有很强的区分能力,且~0G与醇的-lgS_w,lgK_ow均有良好的相关性,复相关系数均在0.99以上.~0G具有物理意义明确,计算简单等优点.     

部分取代芳烃对绿藻毒性的研究和QSAR分析

本文测定了３０余种取代芳烃对一种绿藻（斜生栅藻）的ＥＣ５０值（即与对照相比，使藻的生长率下降５０％的有机物浓度）并结合发光菌的毒性数据，研究了这类物质结合与活性的定量关系，用辛醇水分配系数和特殊分子连接性指数可以较好地预测反应性有机物的毒性。     

单取代苯衍生物的QSAR研究——分子表面积和活性基团表面积的应用

本文对３０种单取代苯衍生物的结构和毒性关系进行了研究，由于取代基的多样性和性质的各不相同，用量子化学计算所得电子性质参数，拓扑指数和某些经验参数作描述参数，均不能得到好的与毒性的相关性，为此，引入了与取代基相关的取代基活性基团表面积，再加上反映分子总体性质和形状分子表面积及三阶形状指数，所得回归方程较好反映了结构和毒性关系，这也说明了对于单取代苯衍生物，取代基在致毒作用中可能起重要作用。     

不同DNA分子标记在云杉属植物遗传多样性研究中的应用

综述国内外近20a来在DNA分子水平上埘云杉属植物遗传多样性的研究进展，简述用RELP、RAPD、SCAR、AFLP、SSR、EST、STS以及SNP标记对于云杉属核DNA、线粒体DNA、叶绿体DNA和rDNA多态性进行的研究以及在云杉属品种鉴定、遗传作图、遗传多样性、进化及分子生态学研究中的应用，参85     

苯酚、苯胺及其衍生物对斜生栅列藻的急性毒性及QSAR研究

本文应用ＯＥＣＤ标准方法测定了１８种酚类胺类化合物对斜生栅列藻的４８ｈ－ＥＣ６０值,选择参数ＥＬＵＭＯ和ｌｇＫｏｗ进行了ＱＳＡＲ分析,得到下列回归方程：－１ｇＥＣ５０＝２．５４１－０．６４９ＥＬＵＭＯ＋０．２９９ＬｇＫｏｗ,ｎ＝１８,ｒ＝０．９０３,ＳＥ＝０．３１４应用所得方程计算了化合物的毒性,探讨了毒机理。     

密切值法在污水土地处理工程选址中的应用

本文对密切值法在污水土地处理工程选址中的应用进行了探讨，通过实例分分析看出该方法科学可行且简易。     

苯砜基乙酸酯类化合物对大型蚤的急性毒性效应以及定量结构活性相关分析

以大型蚤（Daphnia magna）为模型生物，测定了20种苯砜基乙酸酯类化合物在静态实验系统中的急性毒性效应，应用电荷模型方法对化合物的急性毒性进行定量结构-活性相关（QSAR）研究，结果表明，电荷方法建立的模型具有较高的预测能力（自由度校正的相关系数r^2adj=0.922），在所应用的诸多参数中，MW（分子量）、Qo(化合物中氧原子所带静电荷的平方值的和的平方根）、Q^2s（硫原子所带静电荷的平方值的和）三个参数的统计意义最为显著，对预测模型的分析可知，化合物中的基团-SO2-是活性中心，另外，两个含氧基团-NO2和-CO2-对化合物的活性也有较大的贡献。     

分子表面积的精确和经验计算及其在QSAR中的应用

本文列出了精确计算分子表面积的公式，在分子几何结构优化的基础上，可用此式得到准确的分子表面积，用该法对２０种氯代酚进行了计算，所得分子表面积能很好地预言其正辛醇／水分配系数，并且用分子表面积（或取代基数）加上ＯＨ基的表面积，能很好预言其对发光菌的产性。此外，还提出了计算公子表面积的经验方法－碎片加和法，此法应用于某些取代烃化合物，也得到正辛醇／水分配系数很好的相关性。     

苯酚类化合物对日本长腿蛙蝌蚪的急性毒性与构效关系研究

利用半静态法测定了21种取代苯酚类化合物对日本长腿蛙蝌蚪的24h 急性致死毒性(24h-LC50),并进行了定量结构活性相关研究.研究表明:大部分酚类化合物的毒性表现为极性麻醉作用.影响毒性的因素有化合物的疏水性、电性及离解行为等.     

卤代脂肪烃鱼类急性毒性QSAR模型研究

采用量子化学方法对27个卤代烃化合物进行结构优化和频率分析计算,提取其组成、拓扑、几何、静电和量子化学等结构参数描述符,运用启发式方法筛选最佳的结构参数,并建立黑头呆鱼急性毒性线性回归模型和非线性的支持向量机回归模型.模型方程表明卤代烃化合物导致黑头呆鱼的急性毒性可以应用KH1、IC0、EHOMO-LUMO三个参数解释,几何形状,疏水性能和反应活性是影响鱼类急性毒性的主要因素.两个模型均具有较强的模型稳定性、预测性和可信性,可用于准确预测卤代烃在鱼体内的急性毒性.     

水中有机物与羟基自由基反应的QSAR分析

本文利用文献提供的有机物与羟基自由基反应的速率常数,分别分析了羟基自由基与苯甲酸类、酚类、烷烃及其衍生物、以及小分子二元羧酸的反应速率常数与化合物理化参数间的定量关系。     

部分苯衍生物对黄瓜种子发芽率的抑制毒性及QSAR研究

采用半静态培养法测定了29种苯衍生物对黄瓜种子发芽率的48h抑制毒性,并进行了定量结构-活性相关研究．结果表明：苯衍生物对黄瓜种子发芽率的抑制毒性不仅与化合物的疏水性(lgKOW)有关,而且与其分子最低未占轨道能量(ELUMO)有关．