关键词:
essramycin生物碱
1,2,4-三氮唑并嘧啶
抗烟草花叶病毒活性
杀菌活性
构效关系
摘要:
天然活性物质具有结构多样性、作用机制新颖和生物相容性好等优点,以天然产物为先导化合物,采用活性亚结构拼接策略对其进行结构多样化衍生,从而潜在地提高这些天然活性小分子的生物活性是新型高效绿色农药开发的重要途径之一。本论文借鉴前期对essramycin及其衍生物的设计合成及应用经验,基于功能导向原理,系统开展以海洋天然产物essramycin为先导化合物的高效绿色农药的创制研究。通过对核心骨架1,2,4-三氮唑并嘧啶的结构修饰和优化,设计合成了两类essramycin生物碱衍生物,研究其抗烟草花叶病毒活性(TMV)及抗植物病原菌活性。具体工作内容分为两部分:第一部分:主要开展1,2,4-三氮唑并嘧啶酮类化合物的设计合成及生物活性研究。(1)天然产物essramycin的结构多样性衍生:以essramycin生物碱结构中的三氮唑并嘧啶环为核心骨架,通过对其2位和6位进行结构修饰,设计合成系列含羧酸或酰腙结构的1,2,4-三氮唑并嘧啶酮类衍生物,系统考察2位和6位不同取代基对抗TMV及抗植物病原菌生物活性影响。(2)抗TMV活性研究:通过对1,2,4-三氮唑并嘧啶酮类衍生物进行系统的抗TMV活性研究发现,多数目标化合物具有一定的抗TMV活性,其中化合物II-6a,II-6e~I-6i在500μg/m L浓度下表现优于商品化品种病毒唑。(3)抗TMV活性构效关系研究:发现该类化合物抗TMV活性对官能团的种类十分敏感,对于嘧啶环的6位,酰腙基团的引入有利于抗TMV活性的提高,此外,取代基诱导效应也对其抗TMV活性有一定的影响。(4)杀菌活性结果表明:通过对目标化合物的杀菌活性进行测试,发现大多数化合物对于8种常见植物病害(黄瓜枯萎病菌Fusarium oxysporium ***;花生褐斑病菌Cercospora arachidicola hori;苹果轮纹病菌Physalospora piricola;小麦纹枯病菌Rhizoctonia cerealis;番茄早疫病菌Alternaria solani;水稻稻瘟病菌Pyricularia grisea;辣椒疫霉病菌Phytophthora capsici;油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum)致病菌表现出广谱杀菌活性,大部分化合物选择性地对苹果轮纹病菌Physalospora piricola和小麦纹枯病菌Rhizoctonia cerealis表现出中等至良好的生物活性,其中II-6h对苹果轮纹病菌的抑制率可达87%。第二部分:开展1,2,4-三氮唑并嘧啶胺类衍生物的设计合成及生物活性研究。(1)目标化合物的设计合成:以1,2,4-三氮唑并嘧啶为核心骨架,对嘧啶环7位进行结构修饰引入不同的活性亚结构,设计合成了含芳胺或酰胺结构的1,2,4-三氮唑并嘧啶胺类衍生物。考察7位不同功能基团对抗TMV及抗植物病原菌生物活性影响。(2)抗TMV活性研究:发现在500μg/m L浓度下,大部分化合物的抗病毒活性优于商品化抗病毒药物病毒唑,例如III-2a,III-2b,III-2e,III-2f,III-6c,III-6e表现出优异的抗TMV活性(抑制率高于50%),其中III-2e,III-2f的生物活性接近于商品化药剂宁南霉素。(3)抗TMV构效关系及作用机制研究:相较于1,2,4-三氮唑并嘧啶酮类化合物,芳胺和酰胺结构的引入有利于抗TMV生物活性的提高,官能团的种类以及取代基的个数和位置对化合物的抗TMV活性也有不同程度的影响。此外,利用透射电镜及分子对接技术发现高活性化合物III-2f与TMV CP的氨基酸残基之间具有氢键作用,从而影响烟草花叶病毒的自组装过程,进而降低TMV对寄主植物的侵染活性。(4)杀菌活性结果表明:通过对目标化合物杀菌活性进行测试发现大部分化合物对于8种植物病原菌表现出一定的杀菌活性,其中化合物III-6g(抑制率为59%)对水稻稻瘟病菌Pyricularia grisea表现出比多菌灵更高的杀菌活性(抑制率为52%),III-6h(抑制率为57%)对番茄早疫病菌Alternaria solani的抑制能力优于商品化品种百菌清和多菌灵(抑制率均小于50%)。