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闫兵教授团队在离子液体-乙酰胆碱酯酶毒性预测及结合机制 研究中取得进展

来源:     作者:    编辑:chen    发布时间:2021-12-01 08:49    点击数: Views

离子液体(Ionic LiquidsILs)因具有低蒸气压、高导电率等性质,被认为是一种“绿色溶剂”。然而,大量的研究表明,ILs可以引起各种生物毒性,如藻类、细菌、鱼、植物,甚至是哺乳动物。因此,在确保其大规模安全应用之前,必须阐明ILs的毒性风险及其毒性机制。然而,传统毒理学实验很难对所有离子液体逐一评估;另一方面,传统的定量构效关系研究(Quantitative structure-activity relationshipQSAR)难以构建有效且可以深入解析相互作用机制的预测模型。

有鉴于此,闫兵教授团队利用机器学习和分子模拟,对153ILs- AChE活性抑制实验数据(EC50)进行了系统分析。团队通过两种计算描述符和四种机器学习方法构建了稳定且可解释的预测模型,准确评估了ILs 所引起的AChE活性抑制水平(图1ab)。模型分析表明,阳离子的范德华表面积、亲疏水性、原子电荷等性质是引起AChE活性抑制的主要因素(图1c)。分子模拟结果表明,ILs中的阳离子和有机阴离子通过π相互作用、氢键等非共价作用与AChE特定的氨基酸残基结合,而静电相互作用(ΔEele < ?285 kJ/mol)是ILs与酶结合的主要驱动力。

1. 机器学习模型的预测性能和预测结果分析

该工作以“Comprehensive Interrogation on Acetylcholinesterase Inhibition by Ionic Liquids Using Machine Learning and Molecular Modeling”为题发表在环境领域国际期刊Environmental Science & Technology上,广州大学大湾区环境研究院青年教师闫希亮和闫兵教授为该论文的共同通讯作者,2020级硕士研究生颜嘉晨为第一作者,广州大学为第一通讯单位。该研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和广东省“珠江人才计划”引进创新创业团队等项目的支持。

 

文章链接:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.1c02960


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