Dự đoán cơ chế tác động độc hại từ cấu trúc hóa học: Độc tính cấp ở cá cá đầu đàn (<i>Pimephales promelas</i>)

Environmental Toxicology and Chemistry - Tập 16 Số 5 - Trang 948-967 - 1997
Christine L. Russom1, Steven P. Bradbury1, Steven J. Broderius1, Dean E. Hammermeister1, Robert A. Drummond1
1U.S. Environmental Protection Agency, National Health and Environmental Effects Research Laboratory, Mid‐Continent Ecology Division, 6201 Congdon Boulevard, Duluth, Minnesota 55804

Tóm tắt

Trong lĩnh vực độc học thủy sinh, các mối quan hệ định lượng giữa cấu trúc và hoạt động (QSAR) đã phát triển như những mô hình khoa học có uy tín cho việc dự báo độc tính của hóa chất khi chỉ có ít hoặc không có dữ liệu thực nghiệm. Trong những năm gần đây, quá trình phát triển và ứng dụng QSAR đã có sự tiến triển từ quan điểm về lớp hóa chất sang một hướng nhất quán hơn với các giả định về cơ chế tác động độc hại. Mục tiêu của nghiên cứu này là phát triển các quy trình liên quan đến cơ chế tác động độc hại cấp ở cá đầu đàn (Pimephales promelas) với các cấu trúc và tính chất hóa học. Một cơ sở dữ liệu được phát triển dựa vào thực nghiệm cho các cấu trúc hóa học đa dạng về độc tính cấp và những cơ chế tác động độc hại tương ứng thông qua các nghiên cứu tác động độc hại phối hợp, thiết lập hồ sơ động học độc, và sự diễn giải hành vi và phản ứng liều của các thử nghiệm LC50 kéo dài 96 giờ. Sử dụng kết quả từ những nỗ lực này, cùng với các nguyên tắc trong tài liệu độc học, khoảng 600 hóa chất được phân loại là chất gây tê (ba nhóm riêng biệt), chất làm mất liên kết của phosphor hoá oxy hóa, chất ức chế hô hấp, chất điện ly/điện ly trước, chất ức chế acetylcholinesterase, hoặc chất gây co giật hệ thần kinh trung ương. Sử dụng tập dữ liệu này, một hệ thống chuyên gia dựa trên máy tính đã được thiết lập, trong đó các cấu trúc hóa học được liên kết với các cơ chế tác động độc hại có khả năng xảy ra và, khi có, các QSAR tương ứng.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Auer C. M., 1990, Mode of action and the assessment of chemical hazards in the presence of limited data: Use of structure activity relationships (SAR) under TSCA Section 5, Environ. Health Perspect., 87, 183, 10.1289/ehp.9087183

U.S. Environmental Protection Agency, 1991, Evaluation of research on expert systems for predicting the environmental fate and effects of chemicals

U.S. Environmental Protection Agency, 1991, Evaluation of EPA's Ecorisk Assessment Research Program

10.1002/etc.5620100113

10.1002/etc.5620080307

Bradbury S. P., 1990, Introduction: Structural properties for determining mechanisms of toxic action, Environ. Health Perspect., 87, 181

10.1016/0166-445X(85)90026-8

Broderius S. J., 1995, Use of joint toxic response to define the primary mode of toxic action for diverse industrial organic chemicals, Environ. Toxicol. Chem., 9, 1591, 10.1002/etc.5620140920

10.1002/etc.5620060407

10.1002/etc.5620060408

10.1007/978-94-009-3937-0_29

10.1289/ehp.9087207

10.1080/10629369408028842

10.1016/0045-6535(92)90280-5

Brooke L. T., 1984, Acute Toxicities of Organic Chemicals to Fathead Minnows (Pimephales promelas)

Geiger D. L., 1985, Acute Toxicities of Organic Chemicals to Fathead Minnows (Pimephales promelas)

Geiger D. L., 1986, Acute Toxicities of Organic Chemicals to Fathead Minnows (Pimephales promelas)

Geiger D. L., 1988, Acute Toxicities of Organic Chemicals to Fathead Minnows (Pimephales promelas)

Geiger D. L., 1990, Acute Toxicities of Organic Chemicals to Fathead Minnows (Pimephales promelas)

10.1016/0045-6535(88)90211-1

10.1139/f83-096

10.3109/03602538409029961

10.1289/ehp.9087213

Ecobichon D. J., 1993, Casarett and Doull's Toxicology: The Basic Science of Poisons, 565

10.1289/ehp.9087219

10.3109/00498258709044200

Anthony D. C., 1993, Casarett and Doull's Toxicology: The Basic Science of Poisons, 407

10.1002/etc.5620090106

Drummond R. A. C. L.Russom D. L.GeigerandD. L.Defoe1986.Behavioral and morphological changes in fathead minnow (Pimephales promelas) as diagnostic endpoints for screening chemicals according to mode of action. InT. M.PostonandR.Purdy eds. Aquatic Toxicology and Environmental Fate Ninth Volume. STP 921.American Society for Testing and Materials Philadelphia PA pp.415–435.

Broderius S. J.1991.Modeling the joint toxicity of xenobiotics to aquatic organisms: Basic concepts and approaches. InM. A.MayesandM. G.Barron eds. Aquatic Toxicology and Risk Assessment 14th Volume. STP 1124.American Society for Testing and Materials Philadelphia PA pp.107–127.

10.1016/0043-1354(67)90061-9

10.1016/0043-1354(82)90171-3

10.1021/es60130a004

Correction, 12, 417

10.3109/00498258909042295

Niemi G. J. S. P.BradburyandJ. M.McKim1991.The use of fish physiology literature for predicting fish acute toxicity syndromes. InM. A.MayesandM. G.Barron eds. Aquatic Toxi‐cology and Risk Assessment 14th Volume. STP 1124.American Society for Testing and Materials Philadelphia PA pp.245–260.

10.1016/0048-9697(91)90219-5

10.1289/ehp.9087255

10.1289/ehp.9087245

Hunter R. S. F. D.CulverandA.Fitzgerald1987.SMILES user manual: A simplified molecular input line entry system. Internal Report. U.S. Environmental Protection Agency Environmental Research Laboratory Duluth MN.

10.1021/ci00057a005

10.1021/ci00062a008

Anderson E. G. D.VeithandD.Weininger1987.SMILES: A line notation and computerized interpreter for chemical structure. EPA/600/M‐87‐021. Technical Report. U.S. Environmental Protection Agency Duluth MN.

10.1016/0166-445X(90)90066-X

10.1016/0147-6513(86)90051-5

10.1002/qsar.19930120204

10.1002/qsar.19930120403

10.1002/etc.5620150625

Lipnick R. L., 1991, QSAR in Environmental Toxicology, 131

10.1002/qsar.19930120402

10.1080/10629369308029895

10.1080/10629369408028844

10.1002/qsar.19960150406

10.1002/qsar.19960150405

10.1016/0300-483X(81)90130-X

U.S. Environmental Protection Agency1995.AQUIRE: AQUatic Toxicity Information Retrieval Database. Technical Support Document. Internal Report National Health and Environmental Effects Research Laboratory Duluth MN.

10.1016/0166-445X(94)90074-4

10.1016/0147-6513(84)90007-1

10.1006/taap.1993.1026

10.3109/00498259109044409

Mason R. P., 1990, Redox cycling of radical anion metabolites of toxic chemicals and drugs and the Marcus theory of electron transport, Environ. Health Perspect., 87, 237, 10.1289/ehp.9087237

10.1080/10629369508029908

10.1002/etc.5620100907

10.1016/0378-4274(95)03374-T

de Groot M. J., 1995, A predictive substrate model for rat glutathione S‐transferase 4‐4, Chem. Res. Toxicol., 8, 649, 10.1021/tx00047a004

10.1021/tx00028a014

10.1002/etc.5620140105

Mekenyan O., 1995, SAR models for metabolic activation: Stability of organic cation intermediates, Quant. Struct.‐Act. Relat., 14, 264, 10.1002/qsar.19950140306

Thông tin
Thông tin xuất bản

Environmental Toxicology and Chemistry

Tập 16 Số 5

948-967

Thông tin tác giả