用qstr模型预测苯酚类化合物大鼠经口的急性毒性论文

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1、用QSTR模型预测苯酚类化合物大鼠经口的急性毒性论文孙也之闫心丽李佐静孟繁浩【摘要】对39种苯酚类化合物大鼠经口急性毒性（LD50）的定量结构毒性效应关系（QuantitativeStructureToxicityRelationships，QSTR）进行了研究。采用HyperChem7.5中MOPACAMI量子化学法计算了39种苯酚类化合物的13种量子化学结构参数。其中取22个化合物作为样本集对LD50进行多元逐步回归分析，得到最佳方程，该方程的相关系数R2=0.9749。应用所建立的QSTR模

2、型验证了苯酚类化合物的LD50值。经过17个预测样本对该模型进行验证，结果表明该模型具有很好的预测能力。同时分析了苯酚类化合物的毒性机理。【关键词】苯酚类化合物急性毒性定量结构毒性效应关系AbstractQuantitativestructuretoxicityrelationship(QSTR)oleculardescriptors.R（MolarRefraction，摩尔折射率）、Polar（Polarzationenergy，极化能）等。通过对苯酚类化合物及所选各种量化参数采用多元逐步回归建立

3、了苯酚类化合物大鼠经口急性毒性（LD50）的定量结构毒性效应的QSTR模型，经过17个预测样本对该模型进行验证，结果表明该模型具有很好的预测能力,并对苯酚类化合物的毒性机理进行了探讨。1研究方法1.1数据采源大鼠经口急性毒性（LD50，半数致死量）数据来自文献和国内外数据库。1.2计算方法采用了Hyperchem7.5AM1量子化学法，对39个苯酚类化合物进行了能量最小化及结构最优化处理。并计算了Mass（分子量）、LogP、MR、Polar、Vol（volume，体积）、SAA（SurfaceAre

4、aApprox，近似表面积）、SAG（SurfaceAreaGrid，网格表面积）、Dipole（偶极矩）、TE（TotalEnergy，总能量）、BE（BindingEnergy，键合能）、IAE（IsolatedAtomicEnergy，孤立原子能）、EE（electronicEnergy，电子能量）、CCI（CoreCoreInteraction，核-核相互作用）、HoF（HeatofFormation，形成热）等13个量子化学结构参数。其中Dipole与分子极性相关，反映了极性对活性的影响；B

5、E是反映分子键能的大小，BE值越大，分子越稳定；TE是反映分子总能的参数，TE负值越大，反应活性越高；HoF是表征分子的稳定性，HoF值越高，分子越不稳定。采用SAS9.0统计程序分析了39个苯酚类化合物，其中22个为样本集用于模型的建立,17个为预测样本，用于模型的预测能力的检验。模型的优劣由两方面来评价：①回归分析中所有自变量显著水平取α=0.15；②用相关系数（R2）来评价各自变量的相关程度。相关系数越接近1，表明所建立的模型的相关性越好，模型的可信度就越高。化合物的毒性由两个过程组成，即毒物透过

6、生物膜进入生物体内并与作用位点发生作用，可表示为定量结构毒性效应相关一般模型：Log(毒性)=A［Log(透过)］+B［Log(反应)］+C其中透过项可以由许多参数来表示，最常用的是LogP；反应项则可以由许多不同的立体及电子结构参数来描述，例如HoF、TE、Dipole、Polar、MR等；A、B、C分别为常数。要选择哪几个量子化学参数作为最终QSTR模型中的变量参数，就需要通过研究化合物的毒性分别与这些量子化学参数之间的相关性来最后确定。2结果与讨论由于变量LD50数值较大，我们首先对它进行取对数

7、处理，使处理的数据处于同一数量级上，便于统计分析比较。在回归过程中我们采用向前消去回归法（foraticpounds.MolecularDiversity,2006,10(3):233～245.2KunalR,GopinathG.QSTRicalatom(ETA)indices.VI.Acutetoxicityofbenzenederivativestotadpoles(Ranajaponica).JMolModel,2006,12(5):306～316.3DonatasZ,etal.Progressi

8、nToxinformatics:TheChallengeofPredictingAcuteToxicity.CurrentTopicsinMedicinalChemistry2003,3(11):1301～1314.4星炯浩，张运陶.卤代酚对水生梨形四膜虫急锐毒性的QSAR研究.计算机与应用化学，2007，24(1):87～90.5杨霓云，等.五氯苯酚与邻氯苯酚和2，4二氯苯酚对斑马鱼的联合毒性.环境科学研究，2006，19(6):145