QSPR анализ способности индивидуальных авермектинов к биоконцентрированию

Аннотация

В настоящий момент распространение коронавируса представляет собой глобальную проблему для человечества. Одним из перспективных соединений для борьбы с коронавирусом SARS-CoV-2 является ивермектин – комплекс полусинтетических производных природных авермектинов, которые уже много лет эффективно используются в медицине, ветеринарии и сельском хозяйстве как противопаразитарные препараты. Также ведутся успешные исследования по использованию авермектинов в качестве противоопухолевых препаратов. Однако, несмотря на распространенность во всем мире, высокую физиологическую значимость и перспективность, до сих пор отсутствуют достоверные данные для большинства индивидуальных авермектинов по основным экотоксикологическим характеристикам, что в соответствии с действующим законодательством  Европейского союза является обязательным условием для веществ, производимых или импортируемых в количестве свыше одной тонны в течение года. С использованием интернет-платформы  «OCHEM» (https://ochem.eu) построены адекватные модели Количественной Связи Структура – Свойство (Quantitative Structure – Property Relationship, QSPR), позволившие оценить влияние структуры органических соединений на величину биоконцентрационного фактора (BCF). QSPR модели разработаны с использованием различных фрагментарных, топологических, физико-химических молекулярных дескрипторов, а также таких методов  машинного обучения как Случайный Лес (Random Forest, RF) и Ассоциативные Нейронные Сети (Associative Neural Networks, ASNN). Для количественной оценки способности индивидуальных авермектинов к биоконцентрированию была разработана консенсусная QSPR модель, находящаяся в свободном доступе в сети Интернет по адресу: https://ochem.eu/model/20673575. При сравнительном QSPR моделировании были применены молекулярные дескрипторы, в том числе фрактальные, рассчитанные с помощью программы HYBOT. Разработанные модели обладают сопоставимой предсказательной способностью и могут быть полезны при определении стратегии синтеза, испытаний новых лекарственных средств на основе индивидуальных авермектинов, в том числе при селекции соединений – лидеров, ингибирующих репликацию SARS-CoV-2. При проведении структурной интерпретация методом молекулярных пар определены наиболее часто встречающиеся молекулярные трансформации, повышающие и понижающие биоконцентрационный фактор, что может быть учтено при рациональном молекулярном дизайне новых физиологически активных соединений.