论文部分内容阅读
烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)是一种典型的烟草花叶病毒属(tobamovirus)病毒,能感染以烟草为代表的一系列茄科植物。现有化学防治手段的作用机制主要分为三类:抑制病毒侵染宿主、抑制病毒增殖扩散及诱导寄主产生抗病性。而在动物病毒方面,其药物分子设计与作用机制研究的焦点还包括了逆转录酶、聚合酶、蛋白酶、解旋酶等病毒复制过程中所必须的功能蛋白。本论文基于烟草花叶病毒RNA解旋酶结构进行抗病毒剂分子设计,期望获得抗病毒活性高、作用机制新颖的新型抗植物病毒活性化合物。解旋酶(helicase)是一类解开氢键的酶,由水解ATP来供给能量,在生物体中类似的解旋酶很多,都具有ATP酶的活性。故基于配体结构的相似性,以ATP结构为模型,在保留磷酸酯基团和生物碱环的基础上,设计并合成25个含有生物碱的磷酸酯类化合物。采用半叶枯斑法对目标化合物进行抗烟草花叶病毒的生物活性测试,结果表明在500?g/mL下,化合物7表现出较好的抗烟草花叶病毒活性,治疗(52.8?6.1%)、保护(72.2?3.8%);与对照药剂宁南霉素相当,治疗(54.2±2.9%)、保护(70.2±2.2%);由于苯并三氮唑类化合物较其它生物碱抗烟草花叶病毒活性更明显,故在已有合成路线的基础上设计三氮唑类化合物的合成,得到24个目标化合物。采用半叶枯斑法对目标化合物进行抗烟草花叶病毒的生物活性测试,结果表明在500?g/mL下目标化合物37(54.4±3.7%)、39(56.2±5.8%)、40(54.7±5.2%)、45(52.6±3.8%)对烟草花叶病毒的治疗活性与宁南霉素相当(55.2±1.3%)。初步探讨构效关系可以发现;邻位产物的整体活性要高于间位和对位;当三氮唑上连有杂环或带有吸电子基的芳环时活性可进一步提高。故以邻位的叠氮中间体和炔代杂环或炔代芳烃为原料,进一步衍生出12个目标化合物。采用半叶枯斑法对目标化合物进行抗烟草花叶病毒的生物活性测试,结果表明在500?g/m L下目标化合物53(48.4±3.5%)、58(47.3±1.4%)对烟草花叶病毒的治疗活性与宁南霉素相当(50.2±1.9%)。构效关系的初步分析表明,邻位叠氮中间体与含有吸电子基的苯炔(间或对位)所形成的产物抗TMV活性接近于宁南霉素;与在3或4位含有炔基的杂环类化合物所形成的产物也有明显的抗TMV活性。通过SYBYL软件将活性较高的目标化合物7与烟草花叶病毒的解旋酶进行分子对接;以已报道的ToMV RNA解旋酶三维结构为模板,利用SWISS-MODEL在线服务器进行TMV RNA解旋酶的同源模建,通过拉氏图进行可靠性验证,结果表明模建蛋白的骨架结构均处于合理可信位置。通过Amber 12软件进行动力学优化,最终得到解旋酶与ATP结合后的活性构象。以优化后的TMV RNA解旋酶-ATP复合物为受体,ATP结合位点为活性口袋,与目标化合物7进行分子对接;通过PYMOL软件分析表明,化合物7中与苯并三氮唑部分相连的羰基O原子与解旋酶375位组氨酸中N原子的作用距离为2.89 A?,与解旋酶378位谷氨酰胺中H原子的作用距离为3.51 A?,与解旋酶273位脯氨酸中O原子的作用距离为2.77A?。