[发明专利]基于分子结构预测有机化合物的牛血清白蛋白‑水分配系数的方法及模型建立方法

摘要

本发明涉及一种基于分子结构快速预测有机化合物牛血清白蛋白‑水分配系数(logKBSA/W)的及模型建立方法，该方法采用以下的模型进行牛血清白蛋白‑水分配系数预测logKBSA/W=0.747×logKow+0.476×EHOMO‑0.024×CCR+ 0.870×q++0.007×CSEV+4.342；其中，logKow表示正辛醇‑水分配系数，EHOMO表示最高占据分子轨道能，CCR表示核‑核排斥能，q+表示最正净电荷，CSEV 表示Connolly溶剂排斥体积。本发明的有益效果是采用本发明方法可以快速预测多个种类的中性有机化合物在牛血清白蛋白和水之间的分配系数。所使用的分子结构描述符容易获得，回归分析方法简单，因此该方法方便快捷、成本低廉、性能优异。

主权项

基于分子结构预测有机化合物的牛血清白蛋白‑水分配系数的方法，其特征在于该方法采用以下的模型进行牛血清白蛋白‑水分配系数预测：logKBSA/W = 0.747×logKow + 0.476×EHOMO ‑ 0.024×CCR + 0.870×q+ + 0.007×CSEV + 4.342；其中，logKow 表示正辛醇‑水分配系数，EHOMO表示最高占据分子轨道能，CCR表示核‑核排斥能， q+表示最正净电荷，CSEV 表示Connolly溶剂排斥体积；所述的模型建立的方法包括以下的步骤：1) 首先，选择了来自于同一个实验室使用相同方法测定的logKBSA/W值；整个数据集共包括75个中性有机化合物，logKBSA/W的数值范围为1.19~4.76，跨越3.6个数量级；2) 根据化合物在BSA和水相之间分配机理的分析，共选择21种分子结构描述符用于模型的构建；所述的21种分子结构描述符分别为平均分子极化率α、偶极矩μ、μ2、标准生成热ΔHf、总能量TE、电子能EE、核‑核排斥能CCR、最低未占据分子轨道能ELUMO、最高占据分子轨道能EHOMO、碳原子最负净电荷qC–、氢原子最正净电荷qH+、最负净电荷q–、最正净电荷q+、COSMO面积Acosmo、COSMO体积Vcosmo、分子量Mw、Connolly溶剂可及分子表面积CAA、Connolly分子表面积CMA、Connolly溶剂排斥体积CSEV、椭圆度Ov和正辛醇‑水分配系数logKow；使用MOPAC2012中的PM6算法对分子结构进行优化并计算平均分子极化率α、偶极矩μ、μ2、标准生成热ΔHf、总能量TE、电子能EE、核‑核排斥能CCR、最低未占据分子轨道能ELUMO、最高占据分子轨道能EHOMO、碳原子最负净电荷qC–、氢原子最正净电荷qH+、最负净电荷q–、最正净电荷q+、COSMO面积Acosmo和COSMO体积Vcosmo15种量子化学描述符，使用ChemOffice 2010和EPI Suite分别计算分子量Mw、Connolly溶剂可及分子表面积CAA、Connolly分子表面积CMA、Connolly溶剂排斥体积CSEV、椭圆度Ov和正辛醇‑水分配系数logKow 6种性质参数；3) 采用多元线性回归MLR方法中的逐步回归理论建立模型，具体过程由SPSS 17.0执行；使用相关系数的平方r2和均方根误差rms作为统计学指标表征模型的拟合性能，使用预测相关系数的平方q2表征模型的预测性能；经MLR分析得到的最优模型为：logKBSA/W = 0.747×logKow + 0.476×EHOMO ‑ 0.024×CCR + 0.870×q+ + 0.007×CSEV + 4.342；其中，logKow 表示正辛醇‑水分配系数,EHOMO表示最高占据分子轨道能，CCR表示核‑核排斥能，q+表示最正净电荷，CSEV 表示Connolly溶剂排斥体积。