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目的计算毒理学是对化合物毒性进行预测和风险评估的新兴学科,其常用的定量构效关系（Quantitative Structure-activity Relationship,QSAR）方法已被应用于很多类化合物筛选和活性预测。为了拓展QSAR的应用,本文选择水中新兴污染物微塑料和新兴消毒副产物为研究对象,应用QSAR方法对其环境毒理学参数或蛋白结合特性开展计算毒理学应用研究。1.微塑料（microplastics,MPs）已成为新兴的全球性污染问题,在环境尤其是海洋中丰度高、分布广,由于塑料生产使用量大且难降解,造成MPs污染日益严重。MPs是有机污染物的强载体,可吸附和富集有机污染物,改变环境中有机污染物的分布和归属,并通过食物链、饮水、皮肤接触等途径进入人体,可能导致人体内有机污染物的浓度升高,增加毒性作用,威胁人类健康。因此,为了深入了解MPs对有机污染物的吸附作用及机理,拟构建海水中聚乙烯（PE）MPs吸附有机污染物的吸附能力的QSAR模型,以快速预测PE吸附能力,并探讨可能的吸附机理。2.水消毒过程中产生的新兴消毒副产物卤代苯酚类和化工生产过程中排放的有机污染物卤代苯硫酚类均为卤代芳香族化合物,因其具有多种生物毒性效应,引起广泛关注和研究。此类化合物有些可与人运甲状腺素蛋白（h TTR）结合,干扰甲状腺内分泌功能,危害人类健康。其内分泌干扰效应同其与h TTR的结合亲和力高度相关,而化合物分子的化学结构可能是影响结合亲和力的决定性因素。因此,构建此类有机污染物与h TTR的结合亲和力的QSAR模型,并分析二者结合的相互作用机理,为快速预测、评估和筛选环境中具有甲状腺干扰的有机污染物提供理论支持。方法通过查阅文献分别收集吸附于PE-MPs的37种有机污染物和吸附能力Log Kd数据、与h TTR结合的35种卤代芳香族化合物和相对结合亲和力Log RP数据,整理组建数据集并随机划分为训练集和测试集。然后利用SYBYL-X构建分子并优化分子结构,进行分子叠合,使用比较分子场分析（Co MFA）和比较分子相似性指数分析（Co MSIA）方法对两部分内容分别构建3D-QSAR模型,另外HQSAR方法也被用于构建PE-MPs吸附能力的QSAR模型。对所获QSAR模型均采用多种内部和外部验证参数进行验证以保证模型的质量。生成并分析最佳HQSAR模型的贡献图和最佳3D-QSAR模型的等势线图,结合MOLCAD模块,分析其中可能的分子机理。结果1.海水PE-MPs吸附有机污染物的吸附能力的HQSAR和3D-QSAR模型最优HQSAR、Co MFA和Co MSIA模型的q2分别为0.924、0.510和0.806,r2分别为0.988、0.996和0.983,rtest~2分别为0.862,0.862和0.906。外部验证参数如QF1~2、QF2~2、QF3~2均大于0.7,一致性相关系数CCC均大于0.85。Co MFA模型的立体场与静电场贡献率分别为0.460和0.560,最佳Co MSIA模型的5个场贡献率分别为立体场14.5%,静电场29.6%,疏水场38.9%,氢键供体场12.3%,氢键受体场4.7%。2.卤代芳香族有机物与h TTR的结合亲和力的3D-QSAR模型Co MFA模型的交叉验证系数q~2为0.525,非交叉验证系数r~2为0.997,最佳Co MSIA模型的q~2和r~2分别为0.679,0.994,Co MFA和Co MSIA模型的测试集Pearson预测相关系数rtest~2为0.841和0.823均大于0.6,计算测试集和验证模型的外部验证参数如QF2 2、QF2 ~2、QF3~2均大于0.7,一致性相关系数CCC均大于0.85。Co MFA模型的立体场与静电场贡献率分别为38.1%和61.9%;最佳Co MSIA模型的5个场贡献率分别为立体场4.5%,静电场26.3%,疏水场28.8%,氢键供体场23.3%,氢键受体场17.0%。结论1.成功构建海水PE-MPs吸附有机污染物的吸附能力的HQSAR、Co MFA和Co MSIA模型,具有显著的相关性,良好的拟合能力,稳健的内部和外部预测能力,可用于表征海水中PE微塑料吸附有机污染物的Log Kd的定量关系,能够用于预测上述类别的有机污染物吸附海水中PE-MPs的Log Kd值。海水中有机污染物吸附于PE-MPs的Log Kd值主要受到疏水相互作用,其次是静电场的影响,具有高疏水性的物质与PE的吸附亲和力更高。2.成功构建卤代芳香族有机物与h TTR的结合亲和力的Co MFA和Co MSIA模型,具有显著的相关性,良好的拟合能力,稳健的内部和外部预测能力,可表征所研究有机污染物与h TTR的Log RP值的定量关系,能够用于预测上述类别的有机污染物与h TTR的相对结合亲和力。卤代芳香族有机物与h TTR的相对结合亲和力与苯环及苯环上的取代基团有关,卤素取代基的位置、数量、种类会影响Log RP值。另外,二者结合与静电作用、疏水作用和氢键相互作用也有关。