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定量结构 活性关系 结构和性能的定量关系是什么?

2020-10-11知识18

关于qsar方法的问题。。。。 2001年国内在药物设计和分子模拟领域取得的主要进展和成就。总的说来,三维定量构效关系方面的工作较多,并且与实验紧密结合;分子模拟领域的工作相对水平较高,既有方法。

结构和性能的定量关系是什么? 如何确立结构和性能的定量关系?这里“结构”和“性能”是广义的,前者包含构型、构象、手性、粒度、形状和形貌等,后者包含物理、化学和功能性质以及生物和生理活性等。这是21世纪化学的第二个重大理论难题。要优先研究的课题有:(1)分子和分子间的非共价键的相互作用的本质和规律。(2)超分子结构的类型,生成和调控的规律。(3)给体-受体作用原理。(4)进一步完善原子价和化学键理论,特别是无机化学中的共价问题。(5)生物大分子的一级结构如何决定高级结构?高级结构又如何决定生物和生理活性?(6)分子自由基的稳定性和结构的关系。(7)掺杂晶体的结构和性能的关系。(8)各种维数的空腔结构和复杂分子体系的构筑原理和规律。(9)如何设计合成具有人们期望的某种性能的材料?(10)如何使宏观材料达到微观化学键的强度?例如“金属胡须”的抗拉强度比通常的金属丝大一个量级,但还远未达到金属-金属键的强度,所以增加金属材料强度的潜力是很大的。

什么是定量构效关系? 定量构效关系(QSAR)是一种借助分子的理化性质参数或结构参数,以数学和统计学手段定量研究有机小分子与生物大分子相互作用、有机小分子在生物体内吸收、分布、代谢、排泄等。

环境科学技术中,什么是定量结构 定量-构效关系,即QSAR(quantitative structure-activity relationship),应用统计的方法或模式识别方法来描述有机物的活性和结构的关系。这里的结构包括化合物的分子、官能团、分子碎片等,且以有关的结构参数或物理化学参数表示。活性是指化合物的生物活性,如毒性、药效性等,还可指化合物的理化性质。常用的QSAR技术有Hansch分析法、分子连接指数法等。

定量构效关系的结构参数 结构参数是构成定量构效关系的另一大要素,常见的结构参数有:疏水参数、电性参数、立体参数、几何参数、拓扑参数、理化性质参数以及纯粹的结构参数等疏水参数:药物在体内吸收和分布的过程与其疏水性密切相关,因而疏水性是影响药物生理活性的一个重要性质,在二维定量构效关系中采用的疏水参数最常见的是脂水分配系数,其定义为分子在正辛醇与水中分配的比例,对于分子母环上的取代基,脂水分配系数的对数值具有加和性,可以通过简单的代数计算获得某一取代结构的疏水参数。电性参数:二维定量构效关系中的电性参数直接继承了哈密顿公式和塔夫托公式中的电性参数的定义,用以表征取代基团对分子整体电子分配的影响,其数值对于取代基也具有加和性。立体参数:立体参数可以表征分子内部由于各个基团相互作用对药效构象产生的影响以及对药物和生物大分子结合模式产生的影响,常用的立体参数有塔夫托立体参数、摩尔折射率、范德华半径等。几何参数:几何参数是与分子构象相关的立体参数,因为这类参数常常在定量构效关系中占据一定地位,故而将其与立体参数分割考虑,常见的几何参数有分子表面积、溶剂可及化表面积、分子体积、多维立体参数等拓扑参数:在分子连接性方法中。

磺胺类药物的结构与活性的关系? 磺胺类药物作为抗代谢物替代对氨基苯甲酸参与细菌的四氢叶酸的合成,磺胺类药物在结构和电性与对氨基苯甲酸相似。如果改变其相似性则抗菌活性降低,反之保持其相似性则保持抗菌活性。

定量构效关系的Hansch方法 几乎在Hansch方法发表的同时,Free等人发表了Free-Wilson方法,这种方法直接以分子结构作为变量对生理活性进行回归分析。其在药物化学中的应用范围远不如Hansch方法广泛。Hansch方法、Free-Wilson方法等方法均是将分子作为一个整体考虑其性质,并不能细致地反应分子的三维结构与生理活性之间的关系,因而又被称作二维定量构效关系二维定量构效关系出现之后,在药物化学领域产生了很大影响,人们对构效关系的认识从传统的定性水平上升到定量水平。定量的结构活性关系也在一定程度上揭示了药物分子与生物大分子结合的模式。在Hansch方法的指导下,人们成功地设计了诺氟沙星等喹诺酮类抗菌药。由于二维定量不能精确描述分子三维结构与生理活性之间的关系,1980年代前后人们开始探讨基于分子构象的三维定量构效关系的可行性。1979年,Crippen提出“距离几何学的3D-QSAR”;1980年Hopfinger等人提出“分子形状分析方法”;1988年Cramer等人提出了“比较分子场方法”(CoMFA)。比较分子场方法一经提出便席卷药物设计领域,成为应用最广泛的基于定量构效关系的药物设计方法;1990年代,又出现了在比较分子场方法基础上改进的“比较分子相似性方法”以及在“距离几何学的3D。

#蛋白质结构

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