MEP途径IspD酶抑制剂先导结构化合物的设计合成和生物活性研究

批准号:
21472064
项目类别:
面上项目
资助金额:
86.0 万元
负责人:
张爱东
依托单位:
学科分类:
B0706.药物化学生物学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
李伟国、冯驸、杨玉琪、葛晓晓、王星、刘莲花、陈俊、周倩、陈瑞希
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
基于新靶标的除草剂创制研究是当前农药发展的迫切需要、是解决当前杂草抗性发展问题和满足环境生态高要求有效途径之一。本项目拟以植物2C-甲基赤藓糖-4-磷酸途径(MEP途径)关键酶IspD为靶标,开展基于结构的除草剂先导结构化合物的设计合成和生物活性研究。研究内容包括基于IspD靶标结构的含有疏水基团和多重氢键给体/受体杂环结构的虚拟化合物库构建和虚拟筛选、先导结构化合物的设计合成和结构优化、拟南芥靶标蛋白IspD的表达纯化和基于靶标的高通量筛选方法、化合物对模式植物抑制的活体生物活性和构效关系、基于高活性化合物为分子探针的抑制作用机理研究等。本项目研究目标是发现2-3个高活性的MEP途径IspD酶抑制剂、建立IspD酶抑制剂作用机制的研究方法。
英文摘要
The discovery of new herbicides based on new target proteins is the stringent need for the pesticide development, and it is also an effective route to solve the problem of herbicidal resistance development in weeds and to meet the higher requirements of environmental and ecological protein and management. This project will focus on the key target protein IspD in the 2C-methyl-d-erythritol 4-phosphate pathway (MEP) in plants, and initiate the works on the design and synthesis of lead structure compounds targeting the protein IspD using the structure-based drug discovery methodology and the bioactivity assay. Main contents in this project will include the construction of the virtual compound libraries with the structural characters containing the hydrophobic groups and the heterocycles with multiple H-bonding donors/acceptors in terms of the features of the allosteric site of IspD enzyme, the virtual high throughput bioactivity screening using the IspD crystal structure model, the design and synthesis of lead hit compounds and their structural optimization, the expression and purification of the IspD protein from the plant Arabidopsis Thaliana and the experimental high throughput bioactivity screening method based on the target protein, in vivo activity toward model plants and the structure-effect relationship, and the investigation of the action mechanism of highly bioactive lead compounds based on the molecular probe strategies. The ultimate goal of this project is the discovery of 2 or 3 lead compounds with new structures and high bioactivity as well as the establishment of the methodology for the research on the action mode of IspD target-based inhibitors.
基于新靶标的除草剂创制研究是当前农药发展的迫切需要、是解决当前杂草抗性发展问题和满足环境生态高要求有效途径之一。本项目拟以植物2C-甲基赤藓糖-4-磷酸途径(MEP途径)关键酶IspD 为靶标,开展基于结构的除草剂先导结构化合物的设计合成和生物活性研究。.研究工作的第一部分是基于IspD 靶标结构的含有疏水基团和多重氢键给体/受体杂环结构,以及现有文献报道的IspD抑制剂的分子结构特点,构建了虚拟化合物库,通过虚拟筛选和先导结构优化,合理设计了多个类型的化合物用于化学合成。第二部分工作是完成了先导化合物的合成,合成了三唑并嘧啶(138个)、吡唑并嘧啶(57个)、苯并噻唑(66个)、氨基嘧啶(40个)、苯基吡咯和苯基吡唑(80个)、苯甲酰环己二酮(40个)等六类新化合物合计421个,建立了这些结构类型化合物的合成方法。第三部分工作是建立了模式植物拟南芥IspD酶蛋白的克隆表达、纯化、酶活性标定、以及基于IspD酶的抑制剂高通量筛选方法。对全部合成的化合物进行了酶水平和模式植物水平的生物活性测试,结果表明三唑并嘧啶类、苯基吡咯类和苯基吡唑类化合物对IspD酶和模式植物均能表现出很高的抑制活性。第四部分工作是选择高活性的三唑并嘧啶类化合物开展分子探针的设计合成,并研究了探针分子与IspD酶蛋白和模式植物拟南芥的相互作用,初步验证了这类化合物的作用靶标是IspD酶,阐明了这列化合物探针分子的抑制作用机制。.本项目建立了比较系统的以MEP途径关键酶IspD为靶标的抑制剂研究方法,对于基于新靶标的新型除草剂创制研究具有重要意义。本项目工作发现了三唑并嘧啶类和苯基吡咯类多个高除草活性化合物,为后续研究奠定了良好的基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:https://doi.org/10.1016/j.tet.2017.12.007
发表时间:2018
期刊:Tetrahedron
影响因子:--
作者:Wenhai Wu;Jiang Duan;Ting Wei;Haiyang Tu;Adiong Zhang
通讯作者:Adiong Zhang
Facile Access to Multi-Aryl 1H-Pyrrol-2(3H)-ones via Copper-TEMPO Mediated Cascade Annulation of Diarylethanones with Primary Amines and Mechanistic Insights
通过铜-TEMPO介导的二芳基乙酮与伯胺的级联环化轻松获得多芳基 1H-吡咯-2(3H)-酮和机理见解
DOI:10.1002/ejoc.201601178
发表时间:2016
期刊:European Journal of Organic Chemistry
影响因子:2.8
作者:Xing Wang;Chen-Yang Zhang;Hai-Yang Tu;Aidong Zhang
通讯作者:Aidong Zhang
DOI:http://dx.doi.org/10.1002/ejoc.201601178
发表时间:2016
期刊:European Journal of Organic Chemistry
影响因子:--
作者:Xing Wang;Chen-Yang Zhang;Hai-Yang Tu;Aidong Zhang
通讯作者:Aidong Zhang
Coating morphology and surface composition of acrylic terpolymers with pendant catechol, OEG and perfluoroalkyl groups in varying ratio and the effect on protein adsorption
不同比例的邻苯二酚、OEG和全氟烷基丙烯酸三元共聚物的涂层形貌和表面组成以及对蛋白质吸附的影响
DOI:10.1016/j.colsurfb.2015.12.051
发表时间:2016
期刊:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces
影响因子:--
作者:Jun Zhong;Hua Ji;Jiang Duan;Haiyang Tu;Aidong Zhang
通讯作者:Aidong Zhang
DOI:10.1021/acs.joc.5b02506
发表时间:2016-01
期刊:The Journal of organic chemistry
影响因子:--
作者:Xing Wang;Rui-Xi Chen;Zengfeng Wei;Chen-Yang Zhang;Haiyang Tu;A. Zhang
通讯作者:Xing Wang;Rui-Xi Chen;Zengfeng Wei;Chen-Yang Zhang;Haiyang Tu;A. Zhang
MEP途径DXR酶双底物抑制剂的靶向设计合成和生物活性研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:张爱东
- 依托单位:
基于含氟衍生化和前药化策略的天然产物活性结构优化与新型除草剂发现
- 批准号:21772060
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:64.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:张爱东
- 依托单位:
模块组合式纳米探针设计合成及其在除草剂靶标研究中的应用
- 批准号:21172087
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:张爱东
- 依托单位:
具有三角拓扑结构的杂环化合物的结构优化、合成与生物活性研究
- 批准号:20972056
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:35.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:张爱东
- 依托单位:
D1蛋白酶抑制剂先导化合物的合理设计合成及其与靶标的分子识别作用
- 批准号:20672043
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:28.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:张爱东
- 依托单位:
超氧化物歧化酶模型化合物的界面自组装
- 批准号:20241001
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:7.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:张爱东
- 依托单位:
国内基金
海外基金
