含氟农药的比较分子场分析研究

用比较分子场分析(CoMFA)方法对112种含氟农药分子的生物活性及毒性同时进行了定量构效关系研究。用78个化合物作为训练集,以距离比较方法(DISCO)确认的药效团为叠合规则构建CoMFA模型,发现影响活性的立体场与静电场的贡献分别为60.4%和39.6%,影响毒性的立体场与静电场的贡献分别为59.2%和40.8%。药效模型与毒效模型在交叉验证时的相关系数平方(R^2)分别为0.652和0.611,非交叉验证的R^2分别为0.982和0.977,方差比F(8,69)值分别为463.6及362.9,活性和毒性的标准偏差-极差比s/△γ值分别为3.6%和2.9%,表明模型具有较好的自预测能力。对测试组34个化合物进行了活性和毒性的预测,活性与毒性预测的标准偏差-极差比s/△γ值分别为10.4%和6.4%。最后,还建立了一个由97个化合物构建的扩大的模型,各种统计量得到了进一步提高。并预计了一个活性较高且毒性很低的新化合物。     

新型三唑并噻二唑衍生物对PTP1B的抑制活性的比较分子力场分析研究

基于比较分子力场分析(CoMFA)方法建立21种新型三唑并噻二唑衍生物对PTP1B的抑制活性(pMP)的三维定量构效关系(3D-QSAR)。训练集中17个化合物用于建立预测模型,测试集5个化合物作为模型验证。已建立的CoMFA模型的交叉验证系数(Rcv2)、非交叉验证系数(R2)分别为0.432、0.975,说明所建模型具有较强的稳定性和良好的预测能力。该模型中立体场、静电场贡献率依次为59.2%、40.8%,表明影响抑制活性(pMP)的主要因素是取代基的空间位阻及疏水性,其次是取代基的氢键及配位作用。基于此研究结果,设计了3个具有较高抑制活性的新化合物,有待医学实验验证。     

皂甙的三维定量构效关系研究

针对目标分子柔性大的特点,在比较分子场分析(CoMFA)方法中采用交叉验证相关系数平方R^2引导的构象选择法。对12个皂甙分子的生物活性进行了三维定量构效关系研究。探讨了几种探针对构效关系结果的影响,并选择了一种较合理的“复合”探针方案。应用该复合探针构建CoMFA模型,发现影响药效的立体场与静电场的贡献分别为40%和40%,其它能量项的贡献为20%。该模型交叉验证的相关系数平方R^2为0.653,非交叉验证的R^2为0.991,方差比F(4,7)值130.195(即置信度99%以上),活性预计的标准偏差与极差比(s/△γ)为4.2%,表明模型具有较好的预测能力。根据该模型,预计在指定位置添加位阻较大的基团活性值提高将会比较明显。     

苯并呋喃／噻吩联二苯类PTP1B抑制剂三维构效关系研究

主要采用比较分子力场分析方法（CoMFA）对苯并呋喃／噻吩联二苯类PTP1B (protein tyrosine phosphatase 1B)抑制剂进行了三维构效关系的研究，考察了 静电场、立体场和氢键场对构效关系的影响，交叉系数q^2的值达到0．58，表明 CoMFA得到的构效关系模型比较理想，同时test set中分子的预测活性也表明，模 型具有较好的预测能力，研究还表明，氢键场的加入不一定有利于模型的改善，通 过对分子场等值面图的分析，可以观察到叠合分子周围立体场和静电场对化合物活 性的影响，为改进原有化合物的结构，提高它们的活性提供了指导，还尝试采用比 较分子相似性指数分析方法（CoMFA）对这一系列化合物作了研究，结果表明虽然 CoMFA中加入了疏水场，但是对于研究的体系，CoMFA的模型质量并没有显著提高。     

髓细胞白血病因子-1抑制剂的三维定量构效关系研究

髓细胞白血病因子-1(Mcl-1)在多种细胞的生存与死亡中发挥着重要的作用,参与多种肿瘤的发生,已经成为新的研究热点。本文针对52个Mcl-1抑制剂2-吲哚酰基磺酰胺类化合物进行三维定量关系(3D-QSAR)研究,研究其结构与活性的关系。为此,基于分子的共同骨架叠合运用比较分子立场分析(CoMFA)和比较分子相似性指数分析(CoMSIA)两种经典的方法进行了三维定量构效关系的研究,建立相应模型,进行分子结构和抗肿瘤活性的分析。CoMFA模型的交叉验证系数q~2为0.714,相关系数r~2为0.992,预测相关系数r~2pred为0.654,立体场和静电场对活性的贡献为62%和38%。CoMSIA模型的交叉验证系数q~2为0.785,相关系数r~2为0.984,预测相关系数r~2pred为0.763。立体场、静电场、疏水场对活性的贡献为25.1%、41.0%和33.9%。数据证明上述模型都显示出了较好的预测性,为设计新型高活性的小分子抑制剂提供了有效信息。     

新型三唑并噻二唑衍生物对PTP1B的抑制活性的比较分子力场分析研究

基于比较分子力场分析(CoMFA)方法建立21种新型三唑并噻二唑衍生物对蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B(PTP1B)的抑制活性(pM_P)的三维定量构效关系(3D-QSAR)。训练集中17个化合物用于建立预测模型,测试集5个化合物作为模型验证。已建立的CoMFA模型的交叉验证系数(R_(cv)~2)、非交叉验证系数(R~2)分别为0. 432、0. 975,说明所建模型具有较强的稳定性和良好的预测能力。该模型中立体场、静电场贡献率依次为59. 2%、40. 8%,表明影响抑制活性(pM_P)的主要因素是取代基的空间位阻及疏水性,其次是取代基的氢键及配位作用。基于此研究结果,设计了3个具有较高抑制活性的新化合物,有待医学实验验证。     

紫杉醇衍生物的三维定量构效关系研究

利用比较分子力场分析(CoMFA)方法对98个紫杉醇衍生物的三维定量构效关系(3D-QSAR)进行了分析,发现影响其活性的立体能与静电能之比为61.6/38.4.进一步分析表明,C-13侧链基团的改变对其活性影响较大,尤其是2'-OH对保持活性是至关重要的;而母环其它位置取代基的改变对活性影响较小.该模型交叉验证r_cv²=0.714,非交叉验证r₂=0.901;以此模型对验证组10个化合物活性进行预测,r_pred²=0.812,表明模型具有很好的预测能力,对紫杉醇的改性或新类似物的合成具有指导意义.     

两类促肾上腺皮质释放激素(CRH)拮抗剂的分子场分析

采用比较分子相似性指数分析方法(CoMSIA)及比较分子场分析方法(CoMSIA)研究了两组CRH拮抗剂结构与活性的关系。在两种方法中,都考虑了静电场、立体场以及氢键场对构效关系的影响,结果表明采用CoMSIA得到构效关系模型要明显优于采用CoMFA得到的构效关系模型,在CoMSIA计算中,当引入疏水场时,三维构效关系模型能得到明显的改善,通过这个三维构效关系模型,可以较为精确地预测化合物的活性。通过分析分子场等值面图在空间的分布,可以观察到叠合分子周围的立体、静电以及疏水特征对化合物活性的影响。     

具有除草活性的大环内酯类衍生物的定量构效关系

研究了一系列结构新颖的具有除草活性的大环内酯衍生物的定量构效关系(QSAR). 构建的比较分子力场分析(CoMFA)、比较分子近似指数分析(CoMSIA)和全息定量构效关系(HQSAR)分子模型的交叉验证系数r2cv均大于0.5, 非交叉验证系数r2都超过0.8, 表明获取的QSAR模型具有可信的预测能力. 对CoMFA、CoMSIA模型的三维(3D)等势图分析, 发现除了立体场和静电场外, 疏水场和氢键受体场也是影响大环内酯类化合物除草活性的重要因素. 构建的HQSAR模型的原子贡献图提示的结构改造信息与三维QSAR的结果基本一致. 利用CoMFA、CoMSIA模型提供的信息,对目前已合成的活性最高化合物B1-3进行分子结构改造, 预测结果发现部分化合物可能具有更好的除草活性.     

取代嘧啶衍生物抗前列腺癌活性的3D-QSAR研究

运用比较分子力场分析(CoMFA)方法,建立18种取代嘧啶衍生物抗前列腺癌活性(pM)的三维定量构效关系。训练集中15个化合物用于建立预测模型,测试集13个化合物(含10号模板分子和新设计的9个分子)作为模型验证。建立的CoMFA模型的交叉验证系数(R_ev²)、非交叉验证系数(R²)分别为0.344、0.935,说明所建模型具有较强的鲁棒性和良好的预测能力。该模型中立体场、静电场贡献率依次为71.6%、28.6%。影响取代嘧啶衍生物抗前列腺癌活性的主要因素是取代基的疏水作用和空间位阻,其次是取代基的库仑力、氢键及配位作用。基于此研究结果,设计了9个新化合物,其抗前列腺癌活性有待医学实验验证。     

QSAR studies of 2-substituted 2,3-dihydro-1h-naphtho[1,8-de]-1,3,2-diazaphosphorine 2-oxides and sulphides

A quantitative structure activity relationship (QSAR) study of 2-substituted 2,3-dihydro-1H-naphtho[1,8,de]-1,3,2-diazaphosphorine 2-oxides and sulphides (DND), examines the extent of the contribution by various physicochemical parameters with respect to their antimicrobial activity. Simple bivariant regression analysis, based on the least squares method, is applied in order to predict models. The predicted models reveal that the steric factor, MR, is the major contributor influencing antimicrobial activity. Bulky groups at the C-19 (C=0 group) position positively influence the potency of the compounds     

含硫(氧)肟醚化合物杀虫活性三维定量构效关系研究

打破文献[1～3]中芳基烷基肟醚化合物的结构框架,将杂原子硫(氧)引入到其烷基中,设计并合成了一系列全新结构的含硫(氧)肟醚化合物．其生物活性研究结果表明,该系列化合物具有优良的杀鳞翅目、同翅目和直翅目等害虫的作用,且具有拟除虫菊酯农药快速击倒的活性特点．     

N,N-二甲基-2-溴苯乙胺类衍生物对大鼠生物活性的三维构效关系研究

N,N-二甲基-2-溴苯乙胺类衍生物是一类有效的肾上腺素阻断剂, 具有较高的生物活性. 通过比较分子力场分析(CoMFA)方法, 建立了22个标题化合物对大鼠阻断活性的三维定量结构-活性关系(3D-QSAR)模型. 该模型显示立体场、静电场对生物活性贡献分别为67.3%, 32.7%, 其中立体场与受体之间的相互作用是造成阻断剂生物活性差别的主要因素. 此3D-QSAR模型的交叉验证系数q²＝0.862, 传统的相关系数(非交互验证系数)R²＝0.962. 该模型给出的预测值与实验值非常接近, 其方差比F＝503.7, 估计标准误差(S)为0.11. 根据CoMFA模型的立体场、静电场三维等值线图不仅直观地解释了结构与活性的关系, 而且为进一步设计高活性的标题化合物提供一定的理论依据.     

HEPT类逆转录酶抑制剂的三维定量构效关系

利用比较分子力场分析(CoMFA)方法对32个HEPT类HIV-1逆转录酶抑制剂(RTIs)的三维定量构效关系(3D-QSAR)进行了分析,建立了HIV-1逆转录酶抑制剂的3种3D-QSAR模型,发现影响其生物活性的主要因素为立体场因素,这与HIV-1RT的非底物结合部位(NNBS)的疏水性环境相吻合.进一步分析表明,适当长度的1-位侧链对保持化合物的抗病毒活性致关重要;增大5-位取代基的体积可增强生物活性;在1-位苄氧甲基的对位引入大体积基团有利于提高活性.同时考察立体场、静电场与生物活性的关系,表明,CoMFA模型为最佳预测模型,其交叉验证系数R_CV²=0.870,传统相关系数R²=0.986,标准偏差SE=0.146,F=294.546.用此模型预测了检验组3个HEPT类化合物的-lgEC₅₀,R_pred²=0.850,表明模型具有很好的预测能力,可为HEPT类HIV-1逆转录酶抑制剂的结构优化提供理论指导.     

N-杂环甲基2-(4-杂芳氧基苯氧基)丙酰胺的合成及除草活性

以2-(4-羟基苯氧)丙酸为原料,设计合成了16个新的手性N-杂环甲基2-(4-杂芳氧基苯氧基)丙酰胺化合物,其化学结构经核磁共振、色谱-质谱、红外光谱及元素分析确证.初步生物活性测定结果表明,合成的化合物在2.25×103g/ha剂量时对单子叶杂草马唐(Digitaria sanguinalis)、稗草(Echinochloa crus-galli)及狗尾草(Setaria viridis)等均具有90%以上的活性;进一步活性及作物安全性测试表明,化合物(R)-(+)-N-[(6-氯吡啶-3-基)甲基]-2-[4-(3-氯-5-三氟甲基吡啶-2-基氧基)苯氧基]丙酰胺(2b)的除草活性高于噁唑酰草胺,且对水稻茎叶处理安全,同时对水稻田主要杂草千金子的活性远高于氰氟草酯;化合物的除草活性与立体构型有关,R构型为活性构型.     

The discovery of novel auxin transport inhibitors by molecular modeling and three-dimensional pattern analysis

Summary Molecular modeling techniques and three-dimensional (3D) pattern analysis have been used to investigate the chemical and steric properties of compounds that inhibit transport of the plant hormone auxin. These compounds bind to a specific site on the plant plasma membrane characterized by its affinity for the herbicide N-1-naphthylphthalamic acid (NPA). A 3D model was derived from critical features of a set of ligands for the NPA receptor, a suggested binding conformation is proposed, and implications for the topographical features of the NPA receptor are discussed. This model, along with 3D structural analysis techniques, was then used to search the Abbott corporate database of chemical structures. Of the 467 compounds that satisfied the criteria of the model, 77 representative molecules were evaluated for their ability to compete for the binding of [³H]NPA to corn microsomal membranes. Nineteen showed activity that ranged from 16 to 85% of the maximum NPA binding. Four of the most active of these, representing chemical classes not included in the original compound set, were also found to inhibit polar auxin transport through corn coleoptile sections. Thus, this study demonstrates that 3D analysis techniques can identify active, novel ligands for biochemical target sites with concomitant physiological activity.     

新型苯环5-(取代)苯甲酰胺基苯磺酰脲类化合物的比较定量构效关系研究

采用比较分子力场分析(CoMFA)方法, 对26个新型苯环5-(取代)苯甲酰胺基苯磺酰脲类化合物的除草活性进行了三维定量构效关系(3D-QSAR)研究, 建立了三维定量构效关系CoMFA模型(R²=0.948, F=91.364, SE=0.141). 结果表明, 此类磺酰脲类化合物的除草活性与苯环5位取代基的立体结构和电场性质密切相关. 根据CoMFA模型的立体场和静电场三维等值线图不仅直观地解释了结构与活性的关系, 而且为进一步设计高活性的目标化合物提供理论依据.     

Synthesis and biological evaluation of novel isopropanolamine derivatives as non-peptide human immunodeficiency virus protease inhibitors

Novel potential human immunodeficiency virus (HIV) protease inhibitors were designed by a combination of nelfinavir and amprenavir motifs. The designed compounds were prepared by a facile synthetic route and their stereochemistry was further confirmed by a stereospecific synthesis from commercially available (S)-2-oxiranylmethyl m-nitrobenzenesulfonate. All compounds were tested for their ability in inhibiting HIV type 1 protease activity with the published method of reference 19. Derivatives 1a--u exhibited moderate to significant inhibitory activities in preliminary bioassay. The best compound 1a has IC50 value of 0.02 microM, comparable to that of amprenavir. A docking study on compounds 1a--u was performed using the published X-ray crystal structure of HIV type 1 protease, all compounds bound to the HIV type 1 protease in an extended conformation and the scaffoldings of the binding conformations could be aligned quite well. Comparative molecular field analysis (CoMFA) study was performed to explore the specific contributions of electrostatic and steric effects in the binding of these new compounds to HIV type 1 protease and a predictive CoMFA model was built with thirteen compounds as training set. Test analysis of other five compounds as test set demonstrated that the CoMFA model has strong predictive ability to this series of compounds. It will be very useful to further optimize the designed inhibitors.