酰胺类驱避化合物与CO_2的缔合作用研究

为延续和完善此前蚊虫驱避化合物与引诱物之间的缔合作用。本文借助Gaussian、Ampac和Codessa软件研究了43个酰胺类蚊虫驱避化合物与蚊虫引诱物CO_2之间的双分子缔合作用及其对驱避活性产生的影响。结果表明驱避化合物与CO_2之间存在类似弱氢键的缔合作用,缔合能、缔合距离和缔合角度分别在(5~16.2)k J/mol、(2.8~3.0)?和(161~178)°之间;定量计算获得R~2为0.9032的最佳四参数定量构效关系模型,其中有2个参数来自双分子缔合体,说明双分子缔合作用会对驱避活性产生显著影响。     

二磺酰胺类内皮素受体拮抗剂的构效关系研究

应用量子化学方法计算了34个二磺酰胺类化合物的结构参数,并用BP神经网络对34个二磺酰胺类化合物的结构参数与ETs受体拮抗活性进行了定量构效关系分析,获得了一个预测能力较好的QSAR神经网络模型。研究表明：二磺酰胺类化合物与ETs受体之间存在直接的电荷迁移作用,电子结构、疏水性是影响其活性的主要因素。本文建立的二磺酰胺类化合物分子结构与ETs受体拮抗活性之间的定量构效关系,为设计合成新的此类内皮素受体拮抗剂提供了参考。     

流形学习的四嗪衍生物抗癌活性预测模型研究

由于四嗪衍生物抗癌活性与其结构之间可能存在非线性关系,本文引入非线性的流形学习方法对计算出的四嗪衍生物分子描述符进行特征提取,以提高其预测模型的准确性。便于分析,分别采用特征选择的逐步回归法、线性特征提取的主成份分析法以及非线性特征提取的流形学习方法对四嗪衍生物分子描述符进行筛选,然后基于偏最小二乘和支持向量回归机构建其定量构效关系模型。计算结果表明,本文中四嗪衍生物的描述符数据为非线性流形,并且它们的结构与活性之间呈非线性关系,基于支持向量回归机模型的最优预测结果达到了97.4%。所以,利用非线性特征提取的流形学习预处理的QSAR模型可以为此类化合物抗癌活性的预测提供指导。     

定量构效关系研究中分子描述符的相关性

分子描述符的计算是定量构效关系(QSAR)研究的基础,也是化学计量学研究的重要内容,在药物化学、环境科学等领域应用广泛。目前可计算的各种分子描述符已超过4 000种,如何选择合适的分子描述符,成为QSAR研究中首先要做的事。本文首先综述了分子描述符的研究进展,然后随机选择10 000余个化合物,利用Cerius2、Sybyl、Dragon软件计算1 600多种分子描述符,最后,采用相关分析和聚类分析研究各描述符之间的关系,相关分析表明,各类分子描述符之间存在较强的线性关系,这种关系通过聚类分析可以直观体现。     

用量子化学研究3-取代吲哆酮类化合物抗肿瘤活性的构效关系

目的:研究3-取代吲哆酮类化合物抗肿瘤活性的构效关系。方法:用量子化学从头算法,在HF/6-31g基组上计算分子结构参数,利用逐步回归分析法建立定量构效关系模型。结果:成功建立此类化合物抗肿瘤活性的构效关系模型。结论:3-取代吲哆酮类化合物抗肿瘤活性与吲哆环上的负电荷及取代苄基δ位的电荷数相关,此类化合物与相应酶作用中,可作为电子受体提供空轨道参与反应,活性作用部位在吲哚杂环上。     

酪氨酸激酶抑制剂的虚拟受体模型方法研究

利用柔性原子受体模型(FLARM)方法对一系列的异黄酮和喹诺酮衍生物表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂进行了三维定量构效关系研究,得到了合理的构效关系模型。FLARM方法的计算结果还给出了虚拟的受体模型,该模型说明了抑制剂与受体之间可能的相互作用。这些相互作用包括两个氢键和一个硫-芳香相互作用,以上结果仅仅是由7个化合物得到的。     

改进型内部递归神经网络在QSAR中的应用

药物定量构效关系一直是药物现代化研究中的关键问题。现已发现具有一定特征或一定作用机制的同源活性化合物,其主要结构因素与活性强度间存在着一定的关系。通过运用计算机建模仿真、神经元计算等方法,可以搜索化学组成与药效相随变动规律,以及预测未知化合物的生物活性。本文将内部递归神经网络应用到药物定量构效关系建模中。为了提高其网络的性能,本文提出了改进型内部递归神经网络,具体策略包括:运用动量法和自适应学习率改进网络的学习能力,采用提早结束法改善网络的泛化能力,并成功地将其应用于除草剂的定量构效关系建模中。     

基于量子化学方法发现新型酪氨酸激酶抑制剂

采用量子化学中的密度泛函理论方法,在B3LYP/6-31++G水平下,系统计算了11种亚苄丙二腈类衍生物的量子化学参数,并通过回归分析方法,构建了二维定量构效模型,分析了影响活性抑制的主要因素,并建立了亚苄丙二腈衍生物与抑制酪氨酸激酶活性之间的定量构效关系方程,研究结果表明:该类化合物分子的分子总能量ET与疏水性参数log P对抑制活性的影响最大,且疏水性能越强,分子的活性抑制能力越高。在此基础上,使用留一法交叉验证了模型的预测能力,结果表明,模型的回归系数和留一法交叉验证系数分别为0.796和0.7291,表明模型具有较好的预测能力,可以用于预测此类化合物的活性。基于结构相似性,设计了4种新型的亚苄丙二腈类衍生物分子,在相同水平下计算其量子化学参数,并预测其活性,结果表明这些新型新型酪氨酸激酶抑制剂均具有较好的活性,研究结果为进一步设计性能更好的酪氨酸激酶抑制剂提供了理论参考。     

新型二芳基取代-1,2,4-三唑类化合物的抗炎构效关系和分子对接研究

目的:建立新型二芳基取代-1,2,4-三唑类化合物的定量构效关系,设计新型COX-2抑制剂.方法:采用PM3半经验量子化学法全优化18种二芳基取代-1,2,4-三唑类选择性环氧合酶(COX-2)抑制剂的结构,从数据中搜寻或计算它们的226种参数,利用逐步回归法,建立经典结构-活性关系(2D-QSAR);用Autodock对接软件研究二芳基取代-1,2,4-三唑类化合物与环氧合酶(COX-2)的对接,分析该类化合物与环氧合酶在复合物的立体结构以及分子对接自由能与抑制活性的关系.结果:建立合理二芳基取代-1,2,4-三唑类化合物COX-2抑制剂定量构效关系,表明活性二芳基取代-1,2,4-三唑类选择性环氧合酶(COX-2)抑制剂具有类似塞来昔布等三环类环氧合酶-2抑制剂的立体结构,并且对接自由能与抑制剂活性有较好的相关性.结论:所得的模型可以解释已有的构效关系,而且预测同类化合物能力较好,可指导设计新抑制剂.     

黄酮类醛糖还原酶抑制剂的定量构效关系研究

醛糖还原酶能促使体内的葡萄糖转化为山梨醇,与糖尿病并发症的发生和恶化有密切关系.研究显示黄酮类化合物具有较好的醛糖还原酶抑制能力.本文使用三维定量构效关系研究方法,包括比较分子场分析法和比较分子相似性指数分析法,建立76个黄酮类醛糖还原酶抑制剂的分子结构与生物活性之间的定量关系模型,为进一步进行该类抑制剂的活性与三维结构关系的研究提供重要依据.采用PLS分析法,得到了一个统计意义显著的构效关系模型,其交叉验证系数为0.666,非交叉验证相关系数为0.918,显示该模型具有较好的预测能力.该模型使用立体场、静电场、疏水场和氢键受体场,可以较好地解释抑制剂的活性与其结构的关系。此外,本文还使用"留九法"、Y-randomization和外部检验法等检验模型的稳定性和预测能力.本研究结果可为设计和开发活性更高的该类抑制剂提供理论参考.     

基于QSAR模型研究芳烃化合物对小球藻的抑制活性

芳烃化合物正随着工业的快速发展和溢油事故的频繁发生影响着海洋生态系统的健康,提高定量构效关系（QSAR）模型预测未知芳烃化合物毒性的能力是做好芳烃化合物安全防范措施的任务之一。为建立芳烃化合物物化性质与小球藻抑制活性间的QSAR模型,以实验获取的21种芳烃化合物对小球藻96 h的抑制活性数据为基础,采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法,在6-311G^**基组上全优化计算21种芳烃化合物结构参数,运用SPSS 12.0 for Windows程序,将这些结构参数作为理论描述符,逐步回归得到芳烃化合物对藻类抑制活性的QSAR模型。该模型相关系数R²为0.925,交叉验证相关系数q²为0.898,说明所建模型具有良好的预测能力和较强的稳定性;所建模型包含2个参数（分子体积和最正氢电荷）,其中分子体积显著影响了该类化合物对小球藻的抑制活性。     

噁唑烷酮类抗菌剂的QSAR研究

为了指导设计合成更高生物活性的噁唑烷酮类化合物,本文利用Hyperchem 7和Chemoffice 2004软件包计算了60个噁唑烷酮类化合物的物理化学、电子结构、拓扑指数等参数,利用偏最小二乘、穷举回归和混沌遗传算法训练的人工神经网络方法建立了定量构效关系模型,根据模型详细讨论了这些参数对抗菌活性的影响,结果表明：当该类抗菌化合物具有较大的水合能和分子表面积时有利于提高抗菌活性;当具有较低的最低空轨道能、结合能、分子拓扑指数和较小的分子体积时对提高其抗菌活性有利。     

一个组织型纤溶性溶解酶原激活剂(T-pa)非共价类抑制剂的药效模型

为了研究组织型纤溶性溶解酶原激活剂(T-pa)的非共价类抑制剂的三维定量构效关系,本文采用分子模拟软件Catalyst 4.0(molecular simulation company)构建T-pa的非共价类抑制剂的三维药效模型。14个非共价类的抑制剂及其体外活性数据被用于构建此药效模型。此药效模型有3个疏水区特性,一个正离子化区特性和氢键供体区特性,且结构与活性相关系数为r=0.962。与T-pa的晶体结构比较,此药物模型在化学状态和疏水性上与其能很好的相匹配。且利用此模型查找到的抑制剂(bbzi14)的活性构象,与晶体结构中此抑制剂的结合构象基本一致。通过此药效集团模型反映的抑制剂与受体的相互作用模式,能为发现新型亲和配基和抑制剂提供有用的启示。     

硫代氨基甲酸酯类衍生物抗HIV-1逆转录酶抑制活性的QSAR研究

采用以MLR为基学习器的Boosting算法模型,对79种硫代氨基甲酸酯类衍生物做抗HIV-1逆转录酶抑制活性的QSAR研究。以E-Dragon软件计算的7组描述符分别为自变量,以化合物的半数效应浓度EC_(50)值为因变量构成7个原始数据集,用PSO算法筛选变量并建立MLR模型。各描述符建立的MLR模型中仅有RDF描述符模型同时通过外部预测和内部验证,故确定以其建立关于硫代氨基甲酸酯类衍生物抗HIV-1逆转录酶抑制活性的Boosting-MLR预测模型。Boosting-MLR模型与MLR模型相比,训练结果的决定系数R~2分别为0.728和0.741,预测结果R~2则分别为0.718和0.667,表明其泛化能力明显增强。对Boosting-MLR模型进一步进行稳定性验证,证明其预测稳定性较高。     

联苯酰胺类p38αMAPK抑制剂三维定量构效关系研究

p38α丝裂原活化蛋白激酶(p38α mitogen-activated protein kinase,p38α MAPK)是治疗类风湿关节炎的最有效的靶点之一,联苯酰胺是最近新发现的一类强效、高选择性的p38α MAPK抑制剂,本文运用比较分子力场分析(CoMFA)研究21个联苯酰胺类p38αMAPK抑制剂三维定量构效关系.建立CoMFA模型的交叉验证系数q2=0.542,非交叉验证相关系数r2=0.935,统计方差比F=43.136.预测训练集和测试集化合物活性,其值和实验值非常接近,表明模型的预测能力很好.模型显示立体场和静电场对生物活性的贡献分别为78.8%和21.2%.CoMFA模型的三维等值图可为化合物的结构改造提供理论依据.     

喜树碱类抗肿瘤药物的量子化学与定量构效关系研究

喜树碱类抗肿瘤药物是DNA拓扑异构酶Ⅰ(Topoisomerase I,TopoI)的特异性抑制剂,目前已广泛应用于临床。为阐明喜树碱类化合物的作用模式,特别是A环取代基对活性的贡献,本研究基于前期喜树碱构象系统研究及其与TopoI-DNA共价复合物对接研究得到的药效构象,依次模建并优化了21个A环取代的喜树碱类化合物。结合偏最小二乘法和遗传算法,系统考察了36个分子描述符对活性的影响,包括半经验AMI方法计算得到的表征电性效应的量化描述符、立体描述符以及得自文献的疏水参数等。得到的A环取代的喜树碱类化合物的定量构效关系方程不仅统计意义显著,而且预测能力较强。本研究发现：以苯环亲电取代反应的邻、对位定位基取代喜树碱A环9、10位,活性大大提高,而且除羟基外,9位取代活性均明显高于10位取代;最高占有分子轨道能量（HOMO）对活性意义显著。这些都提示喜树碱与TopoI-DNA共价复合物可以形成电荷迁移复合物,为下一步合理设计、合成新型高效喜树碱衍生物打下了基础。     

新蚁群算法在烷基酚类化合物的QSAR中变量选择的研究

采用最子化学从头算方法在HF/6-311+G(d)水平上计算8种烷基酚类化合物的分子结构描述符,选用修正过的CP统计量为目标函和新蚁群优化算法,于烷基酚类化合物的定量结构--活性相关研究中的变量选择,建立烷基酚类化合物的生物降解速率常数与其量化参数之间的QSAR模型.结果表明,新蚁群优化算法用于定量构效中的变量选择比较简单,而且需要调节的参数少,是变量选择的有用方法,且应用量子化学结构参数建模的相关系数R=0.994,与文献中R=0.982相比相关性更好.     

钠离子通道开放剂的药效团模型与构效关系研究

采用软件Catalyst的Hip Hop、Hypo Gen方法和Sybyl 6.5的Co MSIA方法,对作用于钠离子通道位点2的一些类似物进行三维药效团模型和三维定量构效关系研究。计算结果表明,构建的药效团模型相关系数为0.946727,Co MSIA模型的交叉验证相关系数(CV_r2)为0.739,方程的相关系数r2为0.981,两者均得到了较佳的预测模型。这些模型可用于对该作用位点的化合物进行作用机理探讨和活性评价,为进一步设计新农药和合成高效低毒的钠离子通道开放剂提供一些理论依据。     

一个组织型纤溶性溶解酶原激活剂(T-pa)非共价类抑制剂的药效模型

为了研究组织型纤溶性溶解酶原激活剂（T－pa)的非共价类抑制剂的三维定量构效关系，本文采用分子模拟软件Catalyst4.0(molecular simulation company)构建T-pa的非共价类抑制剂的三维药效模型。14个非共价类的抑制剂及其体外活性数据被用于构建此药效模型。此药效模型有3个疏水区特性，一个正离子化区特性和氢键供体区特性，且结构与活性相关系数为r=0.962。与T－pa的晶体结构比较，此药物模型在化学状态和疏水性上与其能很好的相匹配。且利用此是找到的抑制剂（bbzi14)的活性构象，与晶体结构中此抑制剂的结合构象基本一致。通过此药效集团模型反映的抑制剂与受体的相互作用模式，能为发现新型亲和配基和抑制剂提供有用的启示。     

TIBO类衍生物抗HIV-1活性与电子结构关系的研究

应用分子力学MM＋方法，半经验量子化学MNDO计算了19个TIBO HIV－1逆转录酶抑制剂的优势构象和电子结构，得到了其抗HIV－1活性与电子结构的定量构效关系。结果表明：（1）TIBO类衍生物的体积越大、极性越小，即疏水性越大对抑制HIV－1活性越有利；（2）化合物中存在较大的正电区域，当C2原子连接吸电性基团时对药物的活性有利。