• 제목/요약/키워드: Quantitative structure-activity relationship (QSAR)

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Ecotoxicity Estimation of Hazardous Air Pollutants Emitted from Semiconductor Manufacturing Processes Utilizing QSAR

  • Park, Hyung-Geun;Yeo, Min-Kyeong
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권12호
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    • pp.3755-3761
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    • 2013
  • This study aims to assess the ecological risk of the hazardous air pollutants (HAPs) emitted in the semiconductor manufacturing processes in Korea by using Quantitative Structure Activity Relationship (QSAR, EPA, US, EPI $Suite^{TM}$ 4.1). Owing to the absence of environmental standards of hazardous air pollutants in the semiconductor manufacturing processes in Korea, 18 HAPs in the semiconductor field included in both the US EPA NESHAPs and the hazardous air pollutant list of Ministry of Environment in Korea were selected. As a results 8 chemicals (44.4%) of the selected 18 HAPs were VOCs. Cyanides (cyanides) and ethylene oxides (epoxy resins), and tetrachloro-ethylene (aliphatic compounds, halides) showed long half-lives. Cyanide HAPs especially had the highest half-life with the estimated value of 356.533 days. Nickel compounds (heavy metal compounds) possessed the highest water solubility followed by acetaldehyde (aldehyde compounds), ethylene oxides, and 1,4-dioxanes. The halides, including tetrachloro-ethylenes, carbon tetra-chlorides, benzene (aromatic compounds), and lead (heavy metals), are estimated to take the longest time for biodegradation. Tetrachloroethylene, with the acute toxicity end point of 3.685-7.033 mg/L, was assessed to be the most highly toxic substance among the 18 HAPs. However, considering the absence of the HAPs in the common category of log $K_{ow}{\geq}4$and $BCF{\geq}500$, which indicates the standard of bioconcentration potentials, potentials of the bioconcentration are considered to be low.

비스 방향족 ${\alpha},{\beta}$-불포화 케톤 유도체 중 2-thienyl 및 2-furyl 치환체의 항균성에 관한 치환 phenyl backbone의 영향 (Influence of substituted phenyl backbone on the fungicidal activity of 2-thienyl and 2-furyl substituents in bis-aromatic ${\alpha},{\beta}$-unsaturated ketone derivatives)

  • 성낙도;유성재;김태영;옥환석
    • 농약과학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.22-28
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    • 1998
  • 기질 화합물로써 26종의 2-thienyl 및 2-furyl 등 헤테로 고리($R_{l}$)가 치환된 방향족 ${\alpha},{\beta}$-불포화 케톤 유도체를 합성하고 벼도열병균(Pyricularia oryzae)과 토마토 역병균(Phytophtora infestans) 및 보리횐가루병균(Erysiphe graminis)에 대한 항균활성을 측정하여 치환($R_{2}$)-phenyl backbone의 변화에 따른 물리화학 상수들 사이의 정량적 구조-활성관계 (QSAR)를 검토하였다. 2-thienyl 치환체, 1-10의 벼도열병균에 대한 항균활성은 공명효과(R>0)와 분자굴절상수$M_{R}<0$)가 토마토 역병균의 경우에는 공명효과(R<0)와 입체효과(Es>0) 그리고 보리횐가루병균에 대하여는 치환기의 길이 ($L_{lopt.}=5.54{\AA}$)에 의존적이었다. 2-furyl 치환체, 11-26은 벼도열병균과 보리횐가루병균에 대하여는 공통적으로 적정값의 장효과 ($F_{opt}=0.49{\sim}l.11$)가 그리고 토마토 역병균에 대하여는 적정값의 입체효과($Es_{opt}=1.78$)와 지시변수들이 항균활성을 개선하는 요인으로 각각 영향을 미친다는 사실을 알았다. 그리고 2-thienyl 치환체들의 벼도열병균과 토마토 역병균에 대한 항균활성은 반비례 관계를 보이는 경향이었다.

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새로운 2-Alkoxyphenyl-3-phenylthioisoindoline-1-one 유도체들의 살균활성에 관한 분자 홀로그래피적인 정량적 구조와 활성과의 관계 (Molecular Holographic Quantitative Structure-Activity Relationship (HQSAR) for the Fungicidal Activities of New Novel 2-Alkoxyphenyl-3-phenylthioisoindoline-1-one Derivatives)

  • 성낙도;윤태용;정훈성
    • 농약과학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.146-152
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    • 2005
  • 분자 홀로그램(H) QSAR 방법으로 일련의 새로운 2-alkoxyphenyl-3-phenylthioisoindoline-1-one 유도체들의 구조 변화에 따른 저항성(RPC) 및 감수성(SPC) 고추역병균주(Phytopthora capsici)에 대한 살균활성 관계를 연구하였다. 두 균주에 대한 살균활성에 관한 HQSAR 모델(RPC: RI-B 및 SPC: SII-A)들은 예측성($r^2_{cv.}$ 또는 $q^2=0.806{\sim}0.865$)과 상관성($r^2_{ncv.}=0.921{\sim}0.952$)에 근거하여 매우 높은 통계값들을 나타내었다. 이에 근거하여 HQSAR 모델들은 RPC 보다는 SPC에 대하여 양호한 살균활성을 나타내는 경향을(SPC> RPC) 보였다. 특히, atomic contribution map으로부터 RPC 균주의 선택적인 살균활성은 2-fluoro-4-chloro-5-alkoxyanilino 기에 의존적임을 확인하였다.

새로운 2-(4-chloro-5-(2-chloroallyloxy)-2-fluorophenyl)-3-thioalkoxy-2,3,4,5,6,7-hexahydroisoindol-1-one 유도체들의 제초활성에 관한 분자 홀로그램(H) QSAR (Holographic Quantitative Structure-Activity Relationship (HQSAR) Analyses for the Herbicidal Activities of New Novel 2-(4-chloro-5-(2-chloroallyloxy)-2-fluorophenyl)-3-thioalkoxy-2,3,4,5,6,7-hexahydroisoindol-1-one Derivatives)

  • 성낙도;송종환;강은규;정훈성
    • 농약과학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.199-204
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    • 2005
  • 일련의 새로운 2-(4-chloro-5-(2-chloroallyloxy)-2-fluorophenyl)-3-thioalkoxy-2,3,4,5,6,7-hexahydroisoindol-1-one 유도체들의 hexahydroisoindol-1-one 고리상 C3 원자에 결합된 R-치환기 변화에 따른 논피(Echinochloa crus-galli)에 대한 제초 활성과의 관계를 분자 홀로그램(H) QSAR 방법으로 연구하였다. 제초활성에 관한 HQSAR 모델(I-2)은 양호한 예측성($r^2_{cv.}$ 또는 $q^2=0.714$)과 상관성($r^2_{ncv.}=0.922$)을 나타내었다. 모델(I-2)의 기여도로부터 논피에 대한 기질 분자의 제초활성은 hexahyoisoindol-1-one 고리의 C4-C6 위치와 3-tolylthio group의 ortho-위치 탄소원자 및 meta-methyl group이 활성에 기여하였다.

Alkyl-3,4-dihydroxybenzoate와 N-Alkyl-3,4-dihydroxybenzamide 유도체들의 가수분해 반응성과 멜라닌 생성 저해활성에 관한 홀로그램(H) QSAR 분석 (Hydrolytic Reactivity and Holographic Quantitative Structure-Activity Relationship Analyses on the Melanogenesis Inhibitory Activities of Alkyl-3,4-dihydroxybenzoate and N-Alkyl-3,4-dihydroxybenzamide Derivatives)

  • 성낙도;정훈성;김상진
    • 대한화장품학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.491-497
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    • 2004
  • 일련의 Alkyl-3,4-dihydroxybenzoate (A)와 N-Alkyl-3,4-dihydroxybenzamide (B) 유도체들의 치환기($R_l$$R_2$) 변화에 따른 멜라닌생성 저해활성 관계들을 HQSAR 방법으로 분석하였다. 멜라닌생성 저해활성에 관하여 유도된 HQSAR 모델은 매우 양호한 예측성(cross-validated $r^2_{cv.},\;q^2=0.674)$과 적합성(non-cross-validated, $r^2_{ncv}=0.936)$을 나타내었다. 멜라닌생성 저해활성과 가수분해 반응성은 공히, (A)가 (B)보다 컸으며(A$R_l$-치환기가 $R_2$-치환기보다 저해활성에 의존적인 경향을 나타내었다$(R_l>R_2)$. 또한, 경계분자궤도(FMO) 이론에 따라 가수분해 반응은 (A), (B)의 LUMO와 물분자의 HOMO 사이에 강한 상호작용으로 orbital-control 반응인 친핵성 첨가-제거반응$(Ad_{N-E})$이 주로 일어나는 것을 알 수 있었다.

환경 오염물질의 정량법 개발과 거동에 관한 연구 ( I ) : 미셀 역상 액체 크로마토그래피에서 페놀과 벤젠 일치환체들의 용리거동 (A Study on the Development of Analytical Methods and Behaviors of Environmental Pollutants ( I ) : Elution Behavior of Monosubstituted Phenols and Benzenes by Micellar Reversed-Phase Liquid Chromatography)

  • 이대운;방은정;조병연
    • 분석과학
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    • 제6권1호
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    • pp.1-8
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    • 1993
  • 음이온 계면활성제인 sodium dodecyl sulfate(SDS)를 이동상으로 한 미셀 액체 크로마토그래피(micellar liquid chromatography : MLC)에서, 시료로 22종의 페놀과 벤젠 일치환체들을 선택하여 이 시료들의 용리거동을 조사하여 MLC계에서의 소수성 효과를 알아 보았다. MLC에서의 머무름과 미셀 농도간의 상관관계를 통해 시료들이 미셀-물간, 변형된 정지상-물 사이에서 분배될 때의 분배계수를 구하였고, 또 이를 이용하여 물-미셀간의 전이 자유 에너지를 구하였다. 이러한 MLC에서 얻은 소수성 파라미터들은 옥탄올-물계와 연관시켜 본 결과 좋은 상관관계를 보였다. 따라서 이 두 계에서 시료의 소수성이 머무름에 중요한 영향을 미침을 알 수 있었다. 한편, MLC를 이용하면 quantitative structure activity relationships(QSAR)에서의 소수성 정량 연구에 적용이 가능하다. 또한 알킬 치환체들에서 탄소 수의 증가에 따른 머무름 관계를 통하여 소수성의 선택성을 알아 보았고, 유기 변형제로 n-프로판올을 첨가하였을 때에도 마찬가지로 MLC계에서의 소수성 파라미터와 옥탄올-물계 사이에 상관관계가 있음을 알았다.

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Comparative Molecular Field Analysis (CoMFA) and Comparative Molecular Similarity Index Analysis (CoMSIA) Study of Mutagen X

  • Bang, Soo-Jin;Cho, Seung-Joo
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제25권10호
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    • pp.1525-1530
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    • 2004
  • Mutagen X (MX) exists in our drinking water as the bi-products of chlorine disinfection. Being one of the most potent mutagen, it attracted much attention from many researchers. MX and its analogs are synthesized and modeled by quantitative structure activity relationship (QSAR) methods. As a result, factors affecting this class of compounds have been found to be steric and electrostatic effects. We tried to collect all the data available from the literature. With both CoMFA and CoMSIA various combinations of physiochemical parameters were systematically studied to produce reasonable 3-dimensional models. The best model for CoMFA gave $q^2$ = 0.90 and $r^2$ = 0.97, while for CoMSIA $q^2$ = 0.85 and $r^2$ = 0.94. So the models seem to be reasonable. Unlike previous result of CoMFA, in our case steric parameter alone gave the best statistics. Although the steric contribution was found to be the most important in both CoMFA and CoMSIA, steric parameter along with electrostatic parameter produced slightly better model in CoMSIA. Overall, steric contribution is clearly the most important single factor. However, when we compare chlorine and bromine substitution, chlorine substitution can be more mutagenic. This indicates that other factors such as electrostatic effect also influence the mutagenicity. From the contour maps, steric contribution seems to be focused on rather small area near C6 substituent of the furanone ring, rather than C3 substituent. Therefore the locality of steric contribution can play a significant role in mutagenicity.

Hologram Based QSAR Analysis of CXCR-2 Inhibitors

  • Sathya., B
    • 통합자연과학논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.78-84
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    • 2017
  • CXC chemokine receptor 2 (CXCR2) is a prominent chemokine receptor on neutrophils. CXCR2 antagonist may reduce the neutrophil chemotaxis and alter the inflammatory response because the neutrophilic inflammation in the lung diseases is found to be largely regulated through CXCR2 receptor. Hence, in the present study, Hologram based Quantitative Structure Activity Relationship Study was performed on a series of CXCR2 antagonist named pyrimidine-5-carbonitrile-6-alkyl derivatives. The best HQSAR model was obtained using atoms, bonds, and chirality as fragment distinction parameter using hologram length 151 and 6 components with fragment size of minimum 4 and maximum 7. Significant cross-validated correlation coefficient ($q^2=0.774$) and non cross-validated correlation coefficients ($r^2=0.977$) were obtained. The model was then used to evaluate the six external test compounds and its $r^2_{pred}$ was found to be 0.614. Contribution map show that presence of cyclopropyl ring and its bulkier substituent's makes big contributions for improving the biological activities of the compounds. We hope that our HQSAR model and analysis will be helpful for future design of novel and structurally related CXCR2 antagonists.

Hologram Based QSAR Analysis of Caspase-3 Inhibitors

  • Sathya., B
    • 통합자연과학논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.93-100
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    • 2018
  • Caspases, a family of cysteinyl aspartate-specific proteases plays a central role in the regulation and the execution of apoptotic cell death. Caspase-3 has been proven to be an effective target for reducing the amount of cellular and tissue damage because the activation of caspases-3 stimulates a signalling pathway that ultimately leads to the death of the cell. In this study, Hologram based Quantitative Structure Activity Relationship (HQSAR) models was generated on a series of Caspase-3 inhibitors named 3, 4-dihydropyrimidoindolones derivatives. The best HQSAR model was obtained using atoms, bonds, and hydrogen atoms (A/B/H) as fragment distinction parameter using hologram length 61 and 3 components with fragment size of minimum 5 and maximum 8. Significant cross-validated correlation coefficient ($q^2=0.684$) and non cross-validated correlation coefficients ($r^2=0.754$) were obtained. The model was then used to evaluate the eight external test compounds and its $r^2_{pred}$ was found to be 0.559. Contribution map show that presence of pyrrolidine sulfonamide ring and its bulkier substituent's makes big contributions for improving the biological activities of the compounds.

생물학적 자극 통제 수단으로 활용하기 위한 돼지 페로몬성 냄새 물질의 탐색: Ligand Based Approach에 의한 돼지 페로몬성 Tetrahydrofuran-2-yl 계 화합물의 예측 (The Search of Pig Pheromonal Odorants for Biostimulation Control System Technologies: Prediction of Pig Pheromonal Tetrahydrofuran-2-yl Family Compounds by Means of Ligand Based Approach)

  • 성민규;조윤기;박창식;성낙도
    • Reproductive and Developmental Biology
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    • 제32권3호
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    • pp.141-146
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    • 2008
  • 돼지 페르몬성 냄새 물질을 탐색하기 위하여 tetrahydrofuran-2-yl 계 화합물들과 관측된 결합 친화력상수(Obs.p$[Od]_{50}$) 사이의 정량적인 구조-활성관계(QSAR)로부터 4개 형태의 모델(2D-QSAR, HQSR, CoMFA 및 CoMSIA)들이 유도되었다. Ligand based approache로부터 최적화된 CoMFA 모델(예측성; $r^{2}_{cv.}(q^2)$=0.886 및 상관성: $r^{2}_{ncv.}$=0.984)이 가장 좋은 모델이었다. CoMFA 모델로부터 돼지 페르몬성 냄새 물질로 예측된 $N^{1}$-allyl-$N^{2}$-(tetrahydrofuran-2-yl)methyl) oxalamide (P1), 2- (4-trimethylammoniummethylcyclohexyloxy)tetrahydrofurane (P5) 및 2- (3-trimethylammonium-methylcyclohexyloxy)tetrahydrofurane (P6) 분자들은 비교적 높은 결합 친화력 상수값(Pred.p$[Od]_{50}=8{\sim}10$)과 몇 가지 독성에 대하여 낮은 독성간을 나타내었다.