Miljöriskanalys, kemometri och "virtual screening" 
Öberg, T.
Presentation vid Kemometrisektionens Vintermöte i Tänndalen, 13-16 april 2005.

Sammanfattning
"Virtual screening" har på kort tid blivit ett väletablerat begrepp inom läkemedelsforskningen, och samma ansats är även tillämplig inom miljöriskanalys. Nuvarande "risk paradigm" förutsätter att varje ämne utvärderas var för sig, men det finns mänga rapporter som visar att exponering för blandningar och additiva effekter är viktiga för att bedöma miljörisker. Dessutom finns det ingen klar skiljelinje mellan länglivade och icke-länglivade ämnen. Båda dessa iakttagelser gör att man kan ifrågasätta den nuvarande arbetsmetoden för riskidentifiering, där vi utvärderar ett ämne ät gängen.

Två PLS-modeller har utvecklats som beskriver strukturaktivitetssambanden (SAR) för akvatisk toxicitet (narkos) och hastighetskonstanten för gasfasreaktion med OH-radikaler [1-2]. SAR-modellerna har nu tillämpats på ett substansbibliotek som består av drygt hundratusen ämnen och cirka hälften av ämnena (50 074) var inom båda modellernas domän för tillämpbarhet. Modellprediktionerna indikerar att en fjärdedel av de undersökta ämnena är akut giftiga, med 96-h LC₅₀ för fisk (Pimephales promelas) under 10 mg/L. Resultaten tyder även på att nedbrytningshastigheten är mycket långsam för 15 % av de undersökta ämnena, med en halveringstid i atmosfären på mer än 2 dagar. Kvoten mellan den skattade halveringstiden och toxisk koncentration (LC₅₀) är en enkel indikator för miljörisken. Bland de hundra ämnen som får högst ranking återfinns mänga redan välkända miljögifter: DDT metaboliter och derivat/analoger, polyklorerade bifenyler (PCB), difenyletrar (PCDE) and dibensofuraner (PCDF), klorparaffiner, klorbensener och derivat/analoger, HCFCs och diklornonylfenol.

Effekten av den samlade exponeringen för små antropogena molekyler (< 300 amu) går att utvärdera bara om man beaktar helheten och dä är SAR-modeller en nödvändighet. Kemometriska metoder och beräkningskemi kan inte bara förbättra och vidareutveckla miljöriskanalyser, de erbjuder även rationella verktyg för design av produkter som är lätt nedbrytbara och har en låg toxicitet ("grön kemi").

1. Öberg, T. (2004) A QSAR for baseline toxicity: Validation, domain of application, and prediction. Chemical Research in Toxicology 17, 1630-1637.
2. Öberg, T. (2005) A QSAR for the hydroxyl radical reaction rate constant: Validation, domain of application, and prediction. Atmospheric Environment, 39, 2189-2200.

Bilder som PDF-fil, 464 kb