三唑酰肼类化合物NAU-6ad抑制禾谷镰刀菌的作用靶标及结构优化研究
批准号:
32072443
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
叶永浩
依托单位:
学科分类:
植物化学保护
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
叶永浩
中文摘要
禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病严重危害我国小麦安全生产,但目前可用于小麦赤霉病防治的药剂有限,急需研发高效、低风险的新型杀菌剂。申请人前期研究发现1,2,3-三唑酰肼类化合物NAU-6ad对小麦赤霉病具有良好的田间防效,但其作用靶标尚不明确,进一步开发受限。本项目拟以活性分子NAU-6ad为探针,运用基于活性的蛋白质谱分析、转录组/蛋白质组联合分析技术探究化合物的作用靶标;通过蛋白同源表达-亲和力/活性测定、同源建模-分子对接方法进行靶标验证;基于骨架跃迁策略设计NAU-6ad类似物分子,并利用虚拟筛选模型明确优势骨架,开展基于骨架多样性和取代基多样性的衍生合成;测试化合物对病原菌和靶标的活性,并在3D-QSAR分析基础上,进一步开展结构优化;通过评价高活性化合物的杀菌活性和作物安全性,发现作用机制新颖、活性显著的杀菌剂候选化合物。本项目的研究结果对促进我国新型杀菌剂创制研究具有重要意义。
英文摘要
Fusarium head blight (FHB), caused by Fusarium graminearum, is one of the most serious and hazardous diseases of wheat in China. However, very few fungicides could be used for controlling FHB till now. There is still an urgent need to develop new fungicides with high-efficiency and low-risk properties. Our previous work has found that NAU-6ad, a novel 1,2,3-triazole hydrazide compound, has significant control effect on FHB. But the further development of NAU-6ad is restricted because its target is unclear. Therefore, this project intends to explore the target of NAU-6ad and optimize the chemical structure to discover new fungicide candidates. Firstly, using NAU-6ad as a probe, the activity-based protein profiling (ABPP) and transcriptome/proteome combined analysis will be applied for target screening. Secondly, the candidate targets will be validated by protein homologous expression and affinity/activity assay, as well as homology modeling and molecular docking simulation. Thirdly, the scaffolds diversity and substituents diversity oriented strategies will be applied for the synthesis of NAU-6ad analogs based on scaffold hopping molecular design method and receptor based virtual screening. After testing the inhibitory activities against phytopathogens and molecular target, the chemical structure will be further optimized based on 3D-QSAR analysis. Finally, through intensive bioactivity and crop safety evaluation, new fungicide candidates with novel mode of action and significant fungicidal activity will be obtained. The results of this project will be of great significance for the research and development of novel fungicides in China.
本项目获准实施后,项目组全体成员团结协作、共同努力,按照研究计划开展工作,顺利完成了项目计划书中规定的研究内容。项目基于多学科交叉的杀菌活性分子作用靶标鉴定与结构优化平台,以前期发现的对小麦赤霉病具有良好防效1,2,3-三唑酰肼类化合物NAU-6ad为对象,设计分别含有双吖丙啶和四唑两类基团的光活性探针DA和TZ,开展基于ABPP技术的NAU-6ad抑制禾谷镰刀菌作用靶标探究;采用无标记定量化学蛋白质组学方法发现了复合物I亚基Ndufs6为NAU-6ad的潜在作用靶标;随后,通过靶标突变、酶活性测试、丙酮酸添加测定、ATP含量测定和分子对接等实验证明NAU-6ad作用于复合体I,通过影响线粒体呼吸电子传递链,抑制菌丝生长;进一步利用生物电子等排和骨架跃迁等农药分子设计策略,以NAU-6ad为先导,设计不同类型的氮杂环酰肼、氮杂环酰腙、氮杂环苯腙、二苯醚酰胺和二苯醚酰肼,共17类全新的分子骨架;通过结构的衍生优化,构建化合物库,合成了200多个全新结构的化合物;在测试化合物抑菌活性基础上进行构效关系分析,指导结构进一步优化,筛选出高活性化合物;通过温室杀菌活性测试发现吡唑酰肼类化合物5aa、吡唑苯腙类化合物A-8、二苯醚酰肼类化合物M8对小麦赤霉病、油菜菌核病等植物病害具有显著防效,是新型杀菌剂开发的候选化合物。通过本项目研究,阐明了NAU-6ad是一类新型复合物I抑制剂,同时通过结构优化发现了多种新型杀菌剂候选化合物,为新型绿色杀菌剂的创制奠定基础。
基于杀菌剂靶标酶FabH固定化亲和色谱的植物内生菌杀菌活性物质研究
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批准号:31572043
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2015
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负责人:叶永浩
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依托单位:
银杏内生菌杀虫、杀菌活性代谢产物研究
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批准号:30901854
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:19.0万元
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批准年份:2009
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负责人:叶永浩
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依托单位:
国内基金
海外基金