定性(量)構效關系(QSAR),是使用數學模型來描述分子結構和某種生物活性之間的關系。這種關系,通常用一種算法將分子結構和分子的生物活性關聯起來,比如線性回歸、神經網絡、支持向量機、遺傳算法、決策樹等等。簡單的說,就是通過一些計算機模型來推測物質的某些性質或者活性。
常見的QSAR模型可分為規則模型(rule-based model)和統計模型(statistic-based model)。規則模型是基于專家經驗所制定的各種規則所建立的;而統計模型則是基于回歸分析、偏最小二乘、神經網絡等數學模型所建立。現階段常用的QSAR軟件包括OECD Toolbox,T.E.S.T,VEGA等往往包括了兩種模型,用戶可以根據需要選擇合適的模型。
以下針對市面上常用的免費QSAR軟件進行介紹,包括OECD Toolbox、EPI SUITE、ECOSAR等。
QSAR toolbox (官方下載鏈接點擊這里)
由OECD和ECHA聯合開發,共同擁有,在確保法規實施的同時,促進替代方法的使用。集成了大量的數據以及常見的QSAR模型,是一款功能非常強大的模型,能夠進行數據查找,read-across預測,相似度分析,QSAR預測等,可預測理化、毒理、環境歸趨和生態毒理相關性質,是ECHA推薦的預測皮膚致敏性QSAR軟件之一。
EPI Suite (官方下載鏈接點擊這里)
由US EPA開發,由一系列軟件集合而成,包括 KOWWIN™, AOPWIN™, HENRYWIN™, MPBPWIN™, BIOWIN™, BioHCwin, KOCWIN™, WSKOWWIN™, WATERNT™, BCFBAF™, HYDROWIN™, KOAWIN and AEROWIN™, WVOLWIN™, STPWIN™ ,LEV3EPI以及生態毒性預測ECOSAR™等十幾個子軟件,可預測理化、環境行為和生態毒理相關性質。
Toxtree (官方下載鏈接點擊這里 )
由JRC開發,是一款功能齊全、靈活、用戶友好的開源應用程序,主要通過應用決策樹方法來估計毒性危害。目前業界應用場景最廣泛的是進行Cramer分類,并將結果應用于TTC。
T.E.S.T. (官方下載鏈接點擊這里)
全稱是The Toxicity Estimation Software Tool,由US EPA開發,是為了讓用戶能夠使用定量結構-活性關系(QSAR)方法輕松評估化學品的毒性。可預測理化、毒理和生態毒理相關性質。T.E.S.T方法包括了分層方法,單模型方法,群體貢獻法,最相鄰方法,一致性方法,作用模式法,能根據物質在各個模型中的適用性給出一個綜合的預測結果。
VEGA (官方下載鏈接點擊這里)
由意大利Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri IRCCS開發,可預測包括致突變性,生殖毒性,致癌性在內的毒理、以及部分理化、生態毒理、環境歸趨等十幾個終點,并支持輸出含預測結果的完整報告。
Danish QSAR Database (官方下載鏈接點擊這里)
由丹麥技術大學(DTU)開發,包含了650,000多個物質信息,200多個QSAR模型,可用于預測理化性質, 環境歸趨,蓄積性,生態毒理,代謝以及毒性等性質。
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