环境有机污染物的结构-性质-活性（上）.ppt

环境有机污染物的结构-性质与活性(上)-性质/活性关系概论结构-性质/活性关系模型的构建有机污染物的分子结构表征结构-活性关系研究的主要方法结构-活性关系研究发展的主要方向第一节结构-性质/活性关系概论结构-性质/活性关系的含义结构-性质/活性关系的工作原理结构-性质/活性关系的功能结构-性质/活性关系的发展历程结构-性质/活性关系的发展特点(1)结构-性质/活性的含义结构-性质/活性关系(Structure-Activity/PropertiesRelationship),是指对化学品的分子结构与性质或活性之间关系的研究,可以分为定性结构-性质/活性关系(SAR)和定量结构-性质/活性关系,即QSAR。环境科学中的结构-活性关系研究是有机污染化学和生态毒理学中的一个前沿领域,是化学品环境风险评价的重要组成部分和值得信赖的重要手段之一。结构-性质-活性的含义结构:有机物的分子结构,通常用参数化的形式定量地表达。分子结构参数,分子结构描述符等。性质:包括污染物的理化性质例如污染物的水溶解度、疏水性、挥发性、熔点、沸点、极性等理化性质,以及表征污染物在不同介质之间的吸附、分配、迁移以及降解、水解、光解等环境行为的特性。因此可以概括为有机污染物环境行为或某种性质。性质的双重角色生物活性指污染物对不同生物物种和不同层次的测试终点的生态毒性和健康效应指标。例如污染物对微生物和水生生物的急性毒性、亚急性毒性、生长抑制毒性、酶抑制毒性等,对高等生物和人类的急性毒性、三致毒性(致癌性、致畸性和致突变性)、内分泌干扰活性(生殖和遗传毒性、免疫毒性、生长发育毒性、内分泌干扰、神经毒性等),对生物组织水平、细胞水平乃至于分子水平的损伤等。结构-性质-活性的含义(2)QSAR的工作原理分子是构成物质的基础单位,化合物内部分子结构特征及分子间的组合方式等结构信息决定了化合物所表现的性质。将化合物的生物活性归因于化学结构的影响是QSAR研究的理论基础。分子结构性质与活性分子结构变化性质与活性的变化通过研究化合物的分子结构与其性质、活性之间的定量关系,应用数学方法,建立起结构-性质/活性关系模型,从而对已进入环境的污染物及尚未投入使用的新化合物的相关性质/活性进行预测、评价和筛选。这是结构活-性关系技术的工作原理。利用模型的预测能力对其它未知化合物的相关性质/活性进行预测,在效应评价和暴露评价中弥补缺失的数据,对环境有机化学品进行筛选和评价;根据模型的组成与形式,确定影响性质/活性的主要结构因素,结合已有的化学、生物学知识,探求有机污染物的环境过程机制和生态效应机理。根据所阐明的结构-活性关系结果,为设计高效、低毒无害的新型环境友好化学品指明方向。(3)结构-活性关系的功能(4)结构-活性关系的发展历程早在19世纪,就有人开始设法建立化合物的生物活性和结构之间的关系,这些研究者认为可以根据某些通用的规则,从化合物的化学结构探测活性。20世纪初,人们普遍将化合物的生物效应与其物理性质如溶解度、表面张力和分配系数等联系起来,这些都属于结构--活性关系的研究最初作为定量药物设计的一个研究分支领域,是为了适应合理设计生物活性分子的需要而发展起来的,它对于设计和筛选生物活性显著的药物,以及阐明药物的作用机理等均具有指导作用。