摘 要 本文用密度泛函方法對青蒿素一系列衍生物的量子化學性質(zhì)進行計算，利用多元線性回歸分析計算結(jié)果和實驗值，建立了量化參數(shù)與抗瘧活性之間的定量構(gòu)效關系。

關鍵詞 青蒿素；定量構(gòu)效關系；多元線性回歸

中圖分類號 TQ463 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)062-0214-02

近年來，隨著計算機計算軟件日益成熟，利用計算機繪圖軟件進行輔助藥物設計，已經(jīng)成為比較熱門的研究方向，這種趨勢在制藥業(yè)尤其明顯。計算機輔助藥物設計這門新興的邊緣學科已經(jīng)逐漸占領了藥物開發(fā)的制高點，主要原因是利用其具有明顯縮短研發(fā)人員開發(fā)藥物的時程，降低成本，藥性定向準確等多項優(yōu)點，恰能解決以往開發(fā)新藥所遭遇的缺失。

青蒿素發(fā)現(xiàn)以來，人們進行了大量的藥理學研究。結(jié)果表明青蒿素對瘧原蟲紅內(nèi)期有直接的殺傷作用，而對組織期無效。藥物化學工作者對青蒿素結(jié)構(gòu)進行了大量的修飾合成，但是方向不是很清晰，目前在臨床上應用的比較普遍衍生物包括蒿甲醚、青蒿琥脂、二氫青蒿素、蒿乙醚。另外部分青蒿素類似物雖然體外活性較高，但是由于毒性較高，暫時無法開發(fā)成臨床藥物。利用計算機軟件服務平臺，進行量子化學計算和QSAR研究將為開發(fā)利用度較高的青蒿素類似物或衍生物指引方向。

香港大學與拜爾公司合作開發(fā)研制得到一系列新的青蒿素衍生物，其結(jié)構(gòu)及活性數(shù)據(jù)如下表所示。本文將用量子化學密度泛函理論結(jié)合QSAR方法對該系列青蒿素衍生物的量子化學結(jié)構(gòu)性質(zhì)進行計算分析，最終找到這一系列青蒿素衍生物的量化性質(zhì)與其抗瘧活性的關系。

1 計算方法

實驗采用將9組化合物的構(gòu)型先進行優(yōu)化，首先采用Materials_Studio3.2軟件中分子力學模塊進行幾何構(gòu)型優(yōu)化，然后將分子力學優(yōu)化好的分子用Dmol3工具再進行幾何構(gòu)型的優(yōu)化，最后用Dmol3對用Dmol3優(yōu)化完成的分子進行量化參數(shù)計算。將繪制完成的分子結(jié)構(gòu)用MS中的分子力學工具進行中等精度的幾何優(yōu)化。

2 計算結(jié)果（見表2、3、4）

3 實驗結(jié)果

用活性體積、鍵長、HOMO的平方對PEC90進行多元線性回歸分析，設定最小相關系數(shù)：0.90000000進行擬合。青蒿素類藥物的抗瘧活性與分子量化參數(shù)的QSAR關系式：

PEC90多元回歸方程：Y = 152.419845316 * [(HOMO)2] - 6.671025217

PEC50多元回歸方程：Y = 146.814332722 * [(HOMO)2] - 6.314422185

4 結(jié)論

1）10位取代和氮雜衍生物的活性比9位取代衍生物的抗瘧活性高。

2）青蒿素類藥物的抗瘧活性和分子的HOMO本征值的平方成正比。

3）過氧鍵的給電子能力直接影響化合物的抗瘧活性?？梢杂脕硗ㄟ^計算一些新穎的青蒿素類化合物的量化參數(shù)（HOMO的本征值）來計算預測其抗瘧活性。

參考文獻

[1]張珉，張萬年，宋云龍，盛春泉.全新藥物設計方法的新進展[J].藥學進展，2003，6(27):327-332.

[2]蔣華良，陳凱先，嵇汝運.計算機輔助藥物設計正在走向成功[J].生命科學，1996，4(8).

[3]曾憲棟.青蒿素類抗瘧藥定量構(gòu)效關系研究[J].2004碩士論文，華南師范大學.

作者簡介

張冬（1984—），男，河北保定人，本科，化工助理工程師，研究方向：應用化學。