论文部分内容阅读
稻瘟病是目前分布最为广泛,危害最为严重的真菌病害之一,稻瘟病杀菌剂的研制一直以来都受到国内外的广泛重视。1,3,8-三羟基萘酚还原酶(3HNR)是稻瘟菌黑色素生物合成过程中的一个关键酶,同时它更是研制稻瘟菌杀菌剂的重要靶标之一。3HNR抑制剂(MBI-Rs)能阻碍病原菌黑色素生物合成,从而间接抑制病原菌。羊毛甾醇14a-去甲基化酶(CYP51)是真菌甾醇生物合成途径中的一个关键酶,它早就被证明是抗真菌药物的重要靶标。CYP51抑制剂(DMIs)能阻碍甾醇前体的脱甲基化反应,减少甾醇的合成,从而影响真菌细胞膜的结构和功能,实现杀菌。MBI-Rs抑制剂如三环唑,属于间接抑制剂,其抗性较低,但杀菌效率没有DMIs抑制剂高;DMIs抑制剂如烯唑醇,属于直接杀生型抑制剂,其杀菌效率高,抗性也很高,是一种广谱杀菌剂。因此,预研高效抵抗的新型稻瘟菌杀菌剂是一个十分重要的课题,解决这一问题的方法之一就是设计能同时作用于稻瘟菌3HNR和CYP51的新型杀菌剂先导结构。本文综合运用了分子模拟、基因与酶工程、光谱分析与表征等技术,针对稻瘟菌3HNR和CYP51与现有MBI-Rs、DMIs杀菌剂作用的分子机理进行初步的理论研究和比较,阐明了它们的活性中心与不同抑制剂间相互作用的异同之处,在此基础上,进行了基于上述靶酶结构的新型高效抑制剂先导结构的虚拟筛选研究,并在活体和酶体上分别进行了生物活性测试。具体研究内容如下:1、以稻瘟菌的羊毛甾醇14α-脱甲基化酶(CYP51)为研究对象,基于P450家族酶系蛋白氨基酸一级序列同源性不高和空间三维结构性质保守性高的特点,利用同源模建和动力学模拟的方法构建出了较可靠的CYP51的理论三维结构。2、基于目前已知的MBI-Rs抑制剂和DMIs抑制剂作用机理,采用限制性对接和非限制性对接相结合的虚拟筛选方法得到了44个候选抑制剂苗头化合物。3、对候选化合物分别进行了稻瘟菌活体、3HNR酶体、CYP51酶体水平筛选和验证,得到了具有改造潜力的先导化合物结构。