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烟碱乙酰胆碱受体(nicotinic acetylcholine receptors,nAChR)是药物的重要作用靶点之一,已被发现与许多人类重大疾病和病理生理现象如帕金森氏症、早老性痴呆、疼痛等密切关系。特别是作用于 nAChR 的烟碱及新烟碱类化合物作为 nAChR 的激动剂近年来成为研究的热点之一,基于高效、安全杀虫剂吡虫啉的分子结构,已相继开发出第二代及第三代吡虫啉类似物杀虫剂。对吡虫啉及其类似物进行构效关系研究,为高效、安全的杀虫剂分子设计提供理论依据。
本论文对几类 nAChR 激动剂进行了三维定量构效关系(three-dimensional quantitative structure-activity relationship,3D-QSAR) 研究,具体研究内容如下:
1.对吡虫啉类 nAChR 激动剂最小致死剂量活性值进行了 CoMFA 研究,得到了较好的 CoMFA 模型,相关参数 q<2>(交叉验证相关系数)=0.540,r<2>(非交叉验证相关系数)=0.952,证明该模型有较好的拟合能力和预报能力。
2.对吡虫啉类nAChR激动剂的神经阻断活性值分别进行了CoMFA、CoMSIA、Catalyst研究。得到的CoMFA模型(q<2>=0.563,r<2>=0.950)和CoMSIA模型(q<2>=0.65 r<2>=0.973)均较好。通过Catalyst软件构建的药效团模型,其线性回归系数Correl=0.8930,模型含一个氢键受体、一个氢键给体、一个脂肪疏水基和一个芳香作用中心,各基团均需满足一定的空间限制。表明该类药物与受体作用,主要存在三类较强的相互作用,即氢键作用、疏水作用和芳香环作用。依据药效团模型设计了20个化合物,并进行虚拟筛选。将筛选出活性高的化合物D3和D7代/N.CoMFA和CoMSIA的结论中进行验证,发现也基本吻合,本研究采用了不同的方法得到的结论基本一致,说明所建模型的可靠性,以上结论均对设计新型高活性烟碱乙酰胆碱受体激动剂提供了理论依据。
3.对地棘蛙素类nAChR激动剂进行CoMFA研究,构建了预报能力强的CoMFA模型(q<2>=0.526,r<2>=0.868)。通过比较配体-受体之间相互作用的场信息,设计了8个地棘蛙素的类似物,并预测了其活性值,且活性均较尚。