【摘要】：自由基攻擊幾乎所有類型的生物化學(xué)物質(zhì),如脂質(zhì),蛋白質(zhì),DNA等,這些都是自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。過量的人體內(nèi)自由基導(dǎo)致氧化應(yīng)激,會(huì)導(dǎo)致各種類型的全身性疾病的發(fā)展。傳統(tǒng)抗氧化劑的篩選方法需要耗費(fèi)較大的人力物力。因此亟需建立具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義和預(yù)測(cè)能力的QSAR模型,進(jìn)而快速、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)篩選化合物的抗氧化劑活性。本研究的目的是建立一個(gè)高質(zhì)量的體外抗氧化劑數(shù)據(jù)庫,并且據(jù)此綜合運(yùn)用化學(xué)信息學(xué)原理建立穩(wěn)定可靠的QSAR模型,建立化合物清除DPPH自由基的能力與相應(yīng)的結(jié)構(gòu)特征間的定量構(gòu)效關(guān)系模型來預(yù)測(cè)化合物的抗氧化活性。用于篩選新的潛在抗氧化劑。從PubChem數(shù)據(jù)庫和文獻(xiàn)中收集了具有抗氧化活性的化合物,并且通過去除重復(fù)值、無機(jī)物和離散值,保留799種化合物的完整antioxidantsDB數(shù)據(jù)庫,該數(shù)據(jù)庫中抗氧化劑分子的pIC50活性值從3.2到5.5,logP(o/w)辛醇/水分配系數(shù)范圍-4.5~20.3,抗氧化劑的分子的量范圍110~2809.9 g/mol。數(shù)據(jù)庫中天然來源的抗氧化劑化合物占37.3%。分子量在200到600 g/mol之間,logP(o/w)在0到5之間包含的抗氧化劑分子最多。合成的抗氧化劑大多都是親脂性的。天然的抗氧化劑分子量較大。antioxidantsDB中主要的化合物類別為苯并咪唑衍生物、香豆素衍生物、吡唑衍生物、吡啶衍生物、噻唑衍生物等。數(shù)據(jù)庫中包含的物理化學(xué)、生物活性信息,如官能團(tuán)、抗氧化活性區(qū)間、分子量、氫鍵供體、氫鍵受體和分子類型,有助于全面深入了解抗氧化劑分子。通過該數(shù)據(jù)庫,可以進(jìn)行化合物的相似性搜索,結(jié)構(gòu)搜索等基于特征的查詢,同時(shí)使用數(shù)據(jù)庫方便研究者快速了解抗氧化劑目前研究現(xiàn)狀,以便進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)。在QSAR的開發(fā)過程中,分子描述符作為活性和小分子結(jié)構(gòu)的橋梁,是QSAR分析的基礎(chǔ)。使用MOE軟件生成2D和3D分子描述符一共有322個(gè)。其中不相關(guān)的冗余描述符會(huì)影響預(yù)測(cè)精度。通過PCA和共線性分析去除和抗氧化活性不相關(guān)的描述符有300個(gè),保留了重要的22個(gè)描述符為PEOE_VSA-3、vsurf_CW8、E_sol、a_don、vsurf_HB8、SlogP_VSA0、h_pKa等。基于22個(gè)分子描述符,采用PLS、SWR-MLR、SVR、RF、kNN算法建立了五種QSAR模型。通過訓(xùn)練集內(nèi)部10折交叉驗(yàn)證,Q~2均大于0.64、RMSE_(cv)均小于0.23,對(duì)于測(cè)試集模型的表現(xiàn)R~2均大于0.67,RMSE均小于0.22。模型具有良好的擬合性和預(yù)測(cè)性。RF模型的內(nèi)部10折交叉驗(yàn)證有最好的效果Q~2等于0.70,RMSEcv為0.20。對(duì)于測(cè)試集kNN模型的預(yù)測(cè)能力最好R~2等于0.74,RMSE等于0.19。開發(fā)的模型具備預(yù)測(cè)能力,可以用于預(yù)測(cè)一組化合物的抗氧化活性,模型的預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)值相關(guān)系數(shù)均大于0.5。其中PLS模型對(duì)這組包含實(shí)驗(yàn)值的外部驗(yàn)證集預(yù)測(cè)效果最好R等于0.63。通過本項(xiàng)目的研究,建立了數(shù)據(jù)庫,提供了采用化學(xué)信息學(xué)原理進(jìn)行抗氧化物研究的基礎(chǔ),通過化學(xué)信息學(xué)原理和方法進(jìn)一步促進(jìn)抗氧化物的研究和篩選。盡管我們盡了最大的努力,antioxidantsDB并不是所有抗氧化劑分子的詳盡存儲(chǔ)庫。在未來,我們打算增加抗氧化劑分子的覆蓋面,并尋找它們對(duì)人類健康的潛在影響。我們將繼續(xù)增加抗氧化劑分子數(shù)據(jù)庫的覆蓋面,增加模型預(yù)測(cè)能力,并進(jìn)行抗氧化劑人類健康的潛在影響的研究。為了獲得更多關(guān)于抗氧化能力的物理化學(xué)決定因素的信息,擴(kuò)展我們已知的抗氧化劑分子的化學(xué)空間是值得的。
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東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文果與分析抗氧化劑數(shù)據(jù)庫據(jù)庫的建立涉及數(shù)據(jù)清理 數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)變換，，它也是數(shù)據(jù)挖掘的一個(gè)重要驟 抗氧化劑數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)見圖 3-1，在 antioxidantsDB 數(shù)據(jù)庫包含 4 個(gè)數(shù)據(jù)表（antioxiptors 2D descriptor 3D bioassay），antioxidantsDB 中 antioxidants 是主表并提供特性的信息 不同的化合物標(biāo)識(shí)（Canonical Smile CAS registry number Chemica抗氧化活性參考值 IC50，以及參考文獻(xiàn)和抗氧化劑分子的來源 descriptorsiptors 3D 副表中包含將抗氧化劑活性分子化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)化成描述符 Bioa含各種生物活性測(cè)定的試驗(yàn)數(shù)據(jù) 將數(shù)據(jù)匯編到一個(gè)數(shù)據(jù)庫中，并分析數(shù)據(jù)的變異研究中使用的所有化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了整理以除去錯(cuò)誤，并標(biāo)準(zhǔn)化為統(tǒng)一表示 和檢索數(shù)據(jù)有不同的選項(xiàng) 首先，可以通過名稱，物理化學(xué)特性或諸如抗氧化的數(shù)據(jù) 允許快速和容易地選擇一組抗氧化劑分子 最后，根據(jù)性質(zhì)選擇不同類別的提供一種快速訪問不同類別抗氧化劑的簡便方法

品添加劑通用標(biāo)準(zhǔn) CAC 的食品添加劑被認(rèn)為適合在食品中使用 符合 CAC 標(biāo)準(zhǔn)的抗共有 35 鐘 與本文數(shù)據(jù)庫有 11 個(gè)重疊化合物 CAC 標(biāo)準(zhǔn)中抗氧化劑有些鹽類化合壞血酸鈣 乳酸鉀 抗壞血酸鈉 異抗壞血酸鈉 乳酸鈉 焦亞硫酸鈉 亞硫酸鉀本文研究的范圍內(nèi) 本文研究的是抗壞血酸 異抗壞血酸等有機(jī)物 并且由于我們的生成軟件不能區(qū)分立體異構(gòu)體，因此它們將被認(rèn)為具有與其母體化合物相同的化學(xué)結(jié)東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q503

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 王婷;;定量結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系的研究方法及其應(yīng)用[J];科技視界;2014年15期

2 孫玉敬;葉興乾;;定量構(gòu)效關(guān)系在食品科學(xué)中的研究進(jìn)展[J];中國食品學(xué)報(bào);2010年05期

本文編號(hào)：2660233