分會(huì)

第三十四分會(huì)：環(huán)境化學(xué)

摘要

稠環(huán)和非稠環(huán)芳烴（Fused/non-fused polycyclic aromatic hydrocarbons, FNFPAHs）對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人體具有多種毒性作用，但由于資源有限，其毒性數(shù)據(jù)的獲取受到很大限制。在此，我們遵循歐盟REACH（Registration, Evaluation and Authorization of Chemicals）法規(guī)，以黑頭呆魚(yú)為模式生物，首次研究了FNFPAHs與它們對(duì)水生環(huán)境毒性之間的定量結(jié)構(gòu)-效應(yīng)關(guān)系（Quantitative structure-activity relationship, QSAR）。我們建立了一個(gè)單一的QSAR模型（Single model, SM1），包含五個(gè)簡(jiǎn)單的、可解釋的2D分子描述符，符合經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（Organization for Economic Co-operation and Development, OECD）有關(guān)QSAR的驗(yàn)證原則，并詳細(xì)分析了它們與毒性的機(jī)制關(guān)系。該模型具有良好的擬合度和穩(wěn)健性，比ECOSAR模型（MAEtest = 0.5614）具有更好的外部預(yù)測(cè)性能（MAEtest = 0.4219）。為了進(jìn)一步提高其預(yù)測(cè)精度，我們將三個(gè)合格的單模型（SMs）用于構(gòu)建共識(shí)模型（Consensus models, CMs），最好的CM2（MAEtest = 0.3954）對(duì)測(cè)試化合物的預(yù)測(cè)精度明顯高于SM1，同時(shí)也優(yōu)于T.E.S.T.共識(shí)模型（MAEtest = 0.4233）。隨后，用SM1預(yù)測(cè)了農(nóng)藥特性數(shù)據(jù)庫(kù)（Pesticide Properties Data Base, PPDB）中252個(gè)真實(shí)外部FNFPAHs的毒性，預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，94.84%的化合物在模型的應(yīng)用域（Applicability domain, AD）內(nèi)。我們還應(yīng)用CM2來(lái)預(yù)測(cè)上述252種FNFPAHs，并對(duì)毒性最強(qiáng)的前10位FNFPAHs農(nóng)藥進(jìn)行了機(jī)理分析和解釋。綜上所述，所有開(kāi)發(fā)的單QSAR和共識(shí)模型可作為預(yù)測(cè)未知FNFPAHs對(duì)黑頭呆魚(yú)的急性毒性的有效工具，同時(shí)對(duì)水生環(huán)境中FNFPAHs污染的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和監(jiān)管具有重要意義。

關(guān)鍵詞

FNFPAHs;急性毒性;QSAR;共識(shí)建模;水生毒性預(yù)測(cè)

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