分配系数（Partition coefficient）是分析化学概念之一。所谓分配定律是指一定温度下，物质A在两种互不相溶的溶剂中达到分配平衡时在两相中的活度（常近似为浓度）之比，即分配系数，为一常数。分配系数可用于表示该物质对两种溶剂的亲和性的差异。常用的溶剂体系是由水与一种与水不互溶的有机溶剂组成，如正辛醇-水体系，所得的分配系数称为辛醇-水分配系数。

LogP为化合物辛醇/水分配系数P的对数值, 通常用来估算化合物的亲脂性，指未解离的分子在油相与水相的分配平衡。

LogP=log（[化合物有机相]/[化合物水相]）

而考虑到不同 pH 条件下化合物的存在状态不同, 就引入了log D来描述所有存在形式的化合物（离子与分子形式）在油相与水相的分配平衡。logD定义为某一特定的pH（x）下，化合物部分以离子形式存在，部分以中性分子形式存在；此pH下的化合物在一种有机相（例如辛醇）和一种水相（例如缓冲液）中分配系数的对数。

logDpHx = log（[化合物有机相]/[化合物水相]）

LogP值取决于中性分子在两相中的分配情况，而logD值取决于以中性形式存在的分子分配情况，加上以离子形式存在的分子分配情况。

脂溶性是药物化学中小分子的重要参数，能对化合物的溶解度、渗透性、代谢、毒性、蛋白结合和分布产生重要影响。根据里宾斯基五规则（Lipinski’s rules），建议化合物的脂水分配系数的对数值（LogP）在-2到5之间。

免费、好用的能计算LogP的程序有很多，其中XLOGP3+是由复旦大学药学院王任小教授课题组开发的LogP计算工具，在国内外获得广泛认可。例如全世界最大的公开的化学数据库PubChem就采用XLOGP3作为其默认的计算工具。本期内容就为大家介绍使用XLOGP3+工具进行脂水分配系数（LogP）的计算方法。

下载与安装

XLOGP3支持Linux及Windows系统，这里我们以Linux系统下的安装为例。首先在以下地址进行账号注册与登录，然后下载程序安装包；

http://www.sioc-ccbg.ac.cn/?p=42&software=xlogP3&action=download

将下载好的压缩包解压至合适的安装目录，解压后的文件夹应该包含以下文件：

为了从任何其他文件夹或目录执行XLOGP3，下面我们将XLOGP3可执行文件和安装路径添加到系统环境变量中。

在home文件夹修改.bashrc文件，在最后一行添加以下内容（注意修改路径为自己的安装路径）：

export XLOGP3_HOME= XLOGP3-Install-Direxport PATH=$PATH:$XLOGP3_HOME/bin

使用XLOGP3

使用XLOGP3的语法为：

xlogp3 [-p[v]] inputMoleFile outputResultFile [exTTDB]

XLOGP3需要两个必要的参数，即InputMolefile和outputResultFile，以及两个可选参数（-pv和exTTDB）。参数InputMolefile是包含要计算的分子的输入文件名。InputMolefile的文件扩展非常重要（但不敏感），因为XLOGP3会根据其文件扩展名来判断输入文件格式。目前支持Sybyl Mol2和MDL SDF/Mol/MDL/RDF格式。建议使用Mol2和SDF格式。参数OutputResultFile是包含计算结果的输出文件名。参数-v将提供程序输出的完整信息，否则最简单。如果要处理一个大数据库，关闭此参数可以将输出减少到最低。

如果提供了可选参数-p，XLOGP3还将计算一些药物成药性特性，例如分子量，氢键供体和受体的数量，可旋转键的数量和环数。另一个可选的参数exTTDB表示用户内部知识集（如果不提供），XLOGP3仅在默认知识集中搜索。将在当前工作目录下创建一个文件xLogP3.log，以监视XLOGP3的警告和错误消息。

比如我们要计算“test.mol2”文件中小分子的LogP，可输入以下命令，详细的结果信息保存在“result_df1.txt”文件中。

xlogP3 -v test.mol2 result_df1.txt

此外，XLOGP3支持通配符，可以同时处理同一个目录下的多个文件。每个文件可以包含单个或多个分子。下面的命令将计算“yourDIR”子目录下文件的LogP。

xlogP3 “yourDIR/*.*” outputResultFile

XLOGP3在线版

还可以在线使用XLOGP3，网站地址如下：

http://www.sioc-ccbg.ac.cn/software/xlogp3/

使用时只需要上传小分子文件即可，支持MOL2、SDF、RDF、MOL或者MDL格式，除了LogP的计算外，可以选择同时计算molecular weight（分子量）, number of hydrogen bond donors（氢键供体数目） and acceptors（氢键受体数目）, number of rotatable bonds（可旋转键数目）等。

计算完成后，选择.logp文件就可查看计算的结果了！

参考资料：

1.Cheng T, Zhao Y, Li X, et al. Computation of octanol water partition coefficients by guiding an additive model with knowledge[J]. Journal of chemical information and modeling, 2007, 47（6）: 2140-2148.

2.http://www.sioc-ccbg.ac.cn/?p=42&software=xlogp3

3.维基百科--分配系数

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