除草剂代谢物预测方法研究

在处理目前世界所面临的"人口、粮食、环境、能源"四大危机过程中，高效、低毒和环境友好农药的研究、生产和应用有着举足轻重的作用。人们关注新农药药效的同时，又关注它们及其代谢物的毒性和它们对环境的影响。除草剂是农药的主要种类之一，主要用于除去不需要的植物。如果在除草剂设计阶段，预测先导化合物的代谢物，并判断这些代谢物对环境的影响，这将大大提高除草剂研发的效率和成功率。.截止目前，已报道的进入除草剂商品化或已是商业的除草剂共约有560种，其中，已有它们在土壤、植物、微生物和动物中代谢物信息的约有170种，约占30%。可见，数据库方法不能从根本上满足获取化合物的代谢产物信息的需求，尤其对新设计的化合物无能为力。.本项目将开展基于化合物代谢知识的除草剂代谢物预测方法研究，最终目标是建立具有自主知识产权的基于化合物代谢知识的除草剂代谢产物预测系统，以弥补数据库方法的局限性。

目前，世界所面临着“人口、粮食、环境、能源”四大危机。在处理这四大危机过程中，高效、低毒和环境友好农药的研究、生产和应用有着举足轻重的作用。人们关注新农药药效的同时，必须关注它们及其代谢物的毒性和它们对环境的影响。除草剂是农药的主要种类之一，主要用于除去不需要的植物。如果在除草剂设计阶段，预测先导化合物的代谢物，并判断这些代谢物对环境的影响，这将大大提高除草剂研发的效率和成功率。.截止目前，已报道的进入除草剂商品化或已是商业的除草剂共约有560多种，其中，有代谢信息报道的除草剂有180多种，约占30%。可见，数据库方法不能从根本上满足获取除草剂的代谢产物信息的需求，尤其对新设计的除草剂化合物而言，不可能从数据库中获得对应的信息。为此，开展除草剂代谢物预测方法研究，其重要性显而易见。.本项目的研究内容主要包括四个方面：1）采集整理除草剂代谢信息，研究代谢数据规范化规则；2）除草剂代谢数据库系统的设计和构建；3）除草剂代谢知识库系统的设计和构建；4）化学结构特征识别、性质预测和结构比较方法研究和软件设计。.本项目的研究结果：1）建立了除草剂代谢信息规范化规则；2）建立了185个商业除草剂的代谢信息数据库系统；3）建立了除草剂代谢知识库系统；4）完成了化学结构特征识别、性质预测和结构比较的软件，并已应用于代谢知识提取、基于网络的化合物信息检索系统和受体信息检索系统，这两个系统已获得软件著作权。5）提出了将化学信息学的三种方法：基于数据、基于逻辑和基于原理，合理有效地组合在一起，开展除草剂的代谢预测策略。目前尚未见这一策略的报道。.这些研究结果，已成功应用于国家“973”项目（2010CB126100）和“十二-五”支撑项目（2011BAE06B05）研究工作，为新除草剂的设计提供技术服务。此外，这些研究结果，为在大数据时代，开展高效、低毒、环境友好的农药创制，提供了相关的信息处理方法。同时也在一定程度上，弥补了传统的代谢物测量方法的不足。