收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

2-羟基-1,4-萘醌光系统II抑制剂和三唑杀菌剂环境定量构效关系研究

丁峰  
【摘要】: 利用定量结构-活性关系(quantitative structure-activity relationship, QSAR)方法开展的环境定量构效关系研究,是对环境中日益增多的各种化学品进行环境效应评价的重要手段。在有机污染化学和生态毒理学研究中,环境定量构效关系研究具有两个基本的功能:探求化学品的环境效应作用机制,为降低化学品对环境的风险提供理论指导;对未知化学品的环境行为和生态毒性进行预测、评价和筛选。因此理想的定量构效关系模型应该既具有较高的预测能力,又能够对化学品的环境效应作用机制做出合理的阐述。 本论文以2-羟基-3-烷基-1,4-萘醌植物光系统II(photosystem II, PSII)抑制剂和三唑类杀菌剂为研究对象,通过QSAR研究方法,定量研究了萘醌类化合物的PSII抑制作用机制、活性位点以及三唑类杀菌剂对水生生物的生物致毒机制与活性位点和可能导致的环境效应,研究结果将有助于今后构建能应用于农药环境风险分析的环境定量构效关系模式并开展农药环境效应评价。 利用二维定量构效关系(two-dimensional quantitative structure- activity relationship,2D-QSAR)和全息定量构效关系(holographical quantitative structure-activity relationship,HQSAR)法对23个2-羟基-3-烷基-1,4-萘醌化合物的PSII抑制活性进行了研究。并以此为基础,分别利用比较分子场分析(comparative molecular field analysis,CoMFA)和比较分子相似性指数分析(comparative molecular similarity indicesanalysis,CoMSIA)两种三维定量构效关系(three-dimensional quantitative structure-activity relationship,3D-QSAR)方法,对PSII抑制活性进行了研究。所建QSAR模型具有较高的拟合程度和预测能力,能够合理解释该类化合物PSII抑制作用机制。与2D-QSAR相比,HQSAR和3D-QSAR模型具有更高的拟合度和预测能力。QSAR研究表明,该类化合物对PSII抑制可能分为两步:首先化合物从水相迁移到生物相,穿过细胞膜到达作用靶点;接着3-烷基可能与D1蛋白非极性基团发生疏水作用,同时羰基氧原子与D1蛋白氨基酸残基发生氢键作用,从而替代质体醌,阻碍了植物光合作用过程中的电子传递,对PSII产生抑制作用。而3D-QSAR研究进一步指出,3-烷基取代基的形状/大小以及疏水性能够综合影响该类化合物穿透细胞膜的能力,并且4-羰基氧原子更易形成氢键。3-烷基和4-羰基很可能是该类抑制剂与D1蛋白的活性反应中心。 为研究三唑类杀菌剂进入水环境后的水生生态毒性,并且为农药的QSAR研究提供基础数据,利用静态实验法分别测定了17种三唑类杀菌剂的48小时大型溞急性运动抑制毒性(EC50(48h))和96小时斑马鱼急性毒性(LC50(96h)),并对该类农药对水生生态安全的影响进行了初步评价。 利用2D-QSAR、CoMFA和CoMSIA两种3D-QSAR方法,对三唑类杀菌剂对斑马鱼和大型溞急性毒性进行研究≦SAR模型具有较高的拟合程度和预测能力,能够合理解释该类化合物对斑马鱼和大型溞的生物致毒机制。与2D-QSAR相比,3D-QSAR模型具有更高的拟合度和预测能力。2D-QSAR研究表明,该类化合物对斑马鱼和大型溞产生毒性效应可能为化合物首先穿过细胞膜在生物体内积聚,由疏水性参数(ClogP)和分子拓扑指数(ShpC和Dia)控制,化合物具有一定麻醉毒性;接着与生物大分子间发生电子交换,或亲核取代反应等,可用电性参数(ELUMO、QC1和EQN1)描述,化合物具有反应性毒性并且高于麻醉作用。而3D-QSAR研究进一步表明,三唑环N1原子可能提供电子与细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)卟啉环活性中心亚铁原子形成配位键;苯环和烷基取代基可能与CYP450芳香受体部分发生疏水叠合,阻碍CYP450正常生理功能,从而对斑马鱼和大型溞产生毒性,这可能是该类化合物众多致毒机理中的一种。经过对2D-QSAR和3D-QSAR研究结果比较发现,三唑类杀菌剂对大型溞和斑马鱼的致毒机制类似,并且三唑环、苯环对位以及与硅原子相连的烷基可能是该类化合物与斑马鱼和大型溞生物大分子的活性反应中心。 为验证3D-QSAR研究中三唑类杀菌剂对斑马鱼致毒机制的推测,并从分子水平预测该类农药对水生生物的影响与潜在的环境效应,以多效唑为例,测定了不同浓度多效唑对斑马鱼肝脏超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalse,CAT)活性的影响。结果表明,SOD和CAT对多效唑的响应机制可能是由于CYP450酶系与污染物发生结合,阻碍了CYP450正常的催化氧化循环过程,使得活性氧(reactive oxygen species, ROS)生成量增加,从而影响了SOD和CAT活性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 薛振祥;;三唑类杀菌剂在我国发展的回顾和展望[J];精细化工基地信息通讯;2000年03期
2 贺灿欣;NT-86001杀菌剂的合成[J];南京师大学报(自然科学版);1987年02期
3 周立群;;2009杀菌剂专利(二)[J];农药研究与应用;2010年04期
4 张一宾;三唑类杀菌剂种菌唑和叶菌唑的设计与开发[J];世界农药;2001年03期
5 蔡智华;郭正元;;三唑类杀菌剂的研究进展[J];新农药;2005年06期
6 郭晶;宋文华;丁峰;张金洋;李贞;陈小莹;张金花;连杰;;三唑类杀菌剂对斑马鱼急性毒性研究[J];东南大学学报(医学版);2010年04期
7 苏少泉;;需光性除草剂作用机制与新品种开发[J];世界农药;1991年02期
8 王亚妮;蒋育澄;胡满成;李淑妮;;稀有金属的致癌和抗癌功能及其作用机制[J];稀有金属;2007年S2期
9 张传清;周明国;朱国念;;稻瘟病化学防治药剂的历史沿革与研究现状[J];农药学学报;2009年01期
10 ;信息集锦[J];农药;2010年07期
11 陆国权;赵文静;;甘薯多酚含量的基因型差异和环境效应研究[J];中国粮油学报;2010年02期
12 柏亚罗;;Strobilurins类杀菌剂研究开发进展[J];农药;2007年05期
13 ;拜耳公司推出新杀菌剂[J];农药市场信息;2011年07期
14 徐建妙,郑裕国,沈寅初;腈水解酶的来源、结构、作用机制及其应用[J];微生物学通报;2005年05期
15 张一宾;;全球杀菌剂、生长调节剂、熏蒸剂的发展及其在主要作物中的市场概况[J];农药市场信息;2010年04期
16 林柄栋;新1,2,4-三唑类杀菌剂[J];农药;1983年01期
17 周立群;;拜耳作物科学公司的杀菌剂Sphere Max在巴西上市[J];农药研究与应用;2009年01期
18 林柄栋;;1,2,4-三唑类杀菌剂[J];农药;1979年05期
19 周立群;;2009年杀菌剂专利(一)[J];农药研究与应用;2010年03期
20 丛凤兰;;防治葡萄和仁果病害的新杀菌剂CGA71818[J];农药;1984年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 傅家谟;盛国英;彭平安;肖贤明;张干;;毒害有机污染物生物地球化学与环境效应[A];2001年全国沉积学大会摘要论文集[C];2001年
2 王春雨;王跃武;龙显助;;松嫩平原引、蓄、排水利工程的环境效应概论[A];中国水利学会2002学术年会论文集[C];2002年
3 钱艳;孟伟峰;庞冀燕;林永成;关永源;刘捷;王冠蕾;;结构新颖的南海真菌中新鹿角缩酮类化合物对过氧化氢诱导的血管平滑肌细胞凋亡保护机制的研究[A];2008心血管药理学术研讨会论文汇编[C];2008年
4 刘敏;蒋海燕;王和意;张心怡;常静;许世远;;上海城区土地利用/土地覆盖(ULUCC)变化及其环境效应[A];中国地理学会2004年学术年会暨海峡两岸地理学术研讨会论文摘要集[C];2004年
5 曾繁彩;吴琳;;天然气水合物的环境效应[A];海洋地质环境与资源学术研讨会论文摘要汇编[C];2003年
6 杜金娥;张光生;;乡村旅游的环境效应[A];中国生态学会2006学术年会论文荟萃[C];2006年
7 李铁刚;李安春;陈丽蓉;苍树溪;;15万年以来冲绳海槽火山活动的环境效应[A];中国科学院海洋科学青年学术研讨会暨2001年海洋湖沼科学青年学者论坛论文摘要集[C];2001年
8 吕宪国;高俊琴;刘红玉;李兆富;;湿地变化及其环境效应[A];生态安全与生态建设——中国科协2002年学术年会论文集[C];2002年
9 孙昌榕;王亮;孙小芳;;基于IKONOS的福州市鼓楼区绿地景观分析与环境效应评价[A];2007年福建省土地学会年会征文集[C];2007年
10 杨胜权;;岩溶塌陷的环境效应及防治对策[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 丁峰;2-羟基-1,4-萘醌光系统II抑制剂和三唑杀菌剂环境定量构效关系研究[D];上海交通大学;2009年
2 丁峰;2-羟基-14-萘醌光系统II抑制剂和三唑杀菌剂环境定量构效关系研究[D];上海交通大学;2009年
3 田泽;一些天然三萜类化合物抗肿瘤活性研究[D];中国协和医科大学;2005年
4 欧阳雪宇;PAF受体拮抗剂筛选及其抗血管生成作用和机制研究[D];中国协和医科大学;2004年
5 胡建明;氰类化合物在过渡金属表面吸附反应的密度泛函研究[D];福州大学;2005年
6 敖桂珍;α-取代的对甲磺酰基苯丙烯酸类化合物的设计、合成和抗炎活性研究[D];中国药科大学;2002年
7 刘悦;大理白前化学成分及其生物活性研究大理白前中甾体苷类化学成分ESI-MS裂解行为研究[D];中国协和医科大学;2006年
8 王敏敏;基于结构的药物分子设计[D];中国协和医科大学;1997年
9 蒋忠;番荔枝科植物田方骨抗肿瘤化学成分研究[D];中国协和医科大学;1997年
10 王洪洁;红花五味子中木脂素成份的化学研究[D];中国协和医科大学;1989年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈立娟;阿霉素致大鼠心脏毒性作用机制的代谢组学研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2006年
2 杨利;麦角甾醇生物合成抑制剂的合成及抑菌活性研究[D];西北农林科技大学;2008年
3 石文甲;生物量评价指标的确定及生物量与环境效应关系的研究[D];吉林大学;2006年
4 申屠芳芳;长三角地区外商直接投资的环境效应分析[D];浙江大学;2007年
5 赵海晓;清代汾河上游土地利用对环境的影响[D];山西大学;2007年
6 沈佳;我国电子信息产业FDI的环境效应研究[D];浙江大学;2009年
7 杨亚讯;新型三唑类杀菌剂的创制以及噁醚唑和烯啶虫胺合成的工艺研究[D];青岛科技大学;2007年
8 张玉斌;黄土高原南部水平梯田环境效应研究[D];西北农林科技大学;2003年
9 宋寿鹏;格尔木地区水资源开发的环境效应分析[D];西北大学;2006年
10 施林辉;半逆作法条件下地铁基坑的变形控制及环境效应研究[D];同济大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;通降颗粒对大鼠实验性RE作用机制的研究[N];中国中医药报;2004年
2 欧阳健明 周娜;从中药配位化学角度看中药治疗泌尿系结石的作用机制[N];中国医药报;2005年
3 王学勇 张元 黄璐琦;发现金铁锁总皂苷抗RA作用机制[N];中国医药报;2006年
4 记者  刘正午;我国首个HDAC抑制剂获临床批件[N];医药经济报;2006年
5 张翼飞张志国;人参降血糖作用机制被发现[N];中国医药报;2008年
6 聂翠蓉;美发现小分子 R NA的作用机制[N];科技日报;2002年
7 ;脑—肠作用机制[N];农村医药报(汉);2006年
8 丁来标 陆付耳;同济医学院初步阐明:黄连解毒汤改善胰岛素抵抗作用机制[N];中国医药报;2006年
9 嵇波;揭示逍遥散作用机制[N];中国医药报;2004年
10 萨仁娜 佟建明;饲用微生物添加剂的作用机制[N];中国畜牧报;2002年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978