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近些年来,人们越来越关注手性化合物的研究与发展.手性化合物的性质/活性决定了它们化学、生物化学或者环境过程的行为;对于手性化合物的研究,多侧重手性药物的对映体分离,而针对手性化合物QSAR的研究相对较少。
本论文的研究,通过拓扑指数、分子形状等方法来有效地表征手性化合物的结构,继而运用统计分析、KNN、Fisher意义下的判别等模式识别、人工神经网络以及支持向量机等方法对手性化合物的结构-性质/活性进行相关性研究,进而开展手性化合物的预测预报。
研究工作主要集中在如下几个方面:
1.传统的拓扑指数很难区分属于3-D范畴的手性异构体.研究中扩展了由本实验室提出的Am指数,同时利用手性拓扑电荷指数、手性分子连接性指数,预测了3-苯基哌啶类手性药物、28个外消旋类化合物(特殊的氨基酸)的活性,得到了满意的结果。
2.利用支持向量机法对14个3-苯基哌啶类手性药物的活性进行了模式识别研究,较好地解决了小样本分类问题:同时,通过对手性药物结构描述参数的正确选择,建立了稳定可靠的定量构效关系模型。
3.用相似度矩阵构造数学模型,预测了20-羟基蜕皮甾酮类(20-Hydroxyecdysone)化合物的活性。相似度矩阵是通过提取分子三维结构特征-广义二面角的空间距离来得到。
4.在三维空间对分子进行投影,计算出投影得到每一个平面上的投影面积来描述分子的形状。进一步,对分子投影边缘进行了研究,并对化合物的活性进行了预测,从而得到了更好的结果。
5.利用VC++实现了统计分析的一些方法,以及数据库源数据导入程序。