靶向乙酰羟酸合成酶(AHAS)亚基间相互作用的农药活性先导化合物研究

超高效绿色除草剂靶标－乙酰羟酸合成酶(acetohydroxyacid synthase，AHAS)－由催化亚基和调控亚基组成而产生其支链氨基酸合成功能，催化亚基和调控亚基的相互作用对酶行使全部机制很重要。我们的前期研究成果及相关文献表明：AHAS的调控亚基对AHAS活性的影响程度与除草剂所起的作用相当。我们设想以AHAS亚基间相互作用域为潜在靶标，探讨如何充分利用已经被实践证明了的超高效除草剂靶酶，发展新作用机制的农药活性化合物。本项目研究中，我们将对AHAS亚基间相互作用开展系统的化学生物学研究，确定亚基间相互作用的关键位点，设计合成并研究多肽随机库与亚基相互作用的作用规律，努力发展靶向蛋白亚基间相互作用的农药活性先导化合物。

商品化除草剂的重要靶标之一AHAS酶是由催化亚基和调控亚基组成。本项目研究发现:不同种属的AHAS调控亚基可异源激活催化亚基；亚基间相互作用（PPI）的抑制效应与除草剂对AHAS的抑制作用相当，揭示AHAS酶的PPI是潜在除草剂靶标。通过分子生物学、生物信息学及计算机模拟方法的结合，建立了可快速鉴定蛋白-蛋白相互作用关键结构域及残基的蛋白表面扫描标记技术（a global-surface, site-directed labeling scanning method），并借此确定了大肠杆菌AHAS III亚基间的作用界面以及关键作用氨基酸残基，建立了AHAS催化亚基与调控亚基相互作用的分子模型，研究发现，合成短肽可与调控亚基竞争，抑制催化亚基与调控亚基间相互作用，从而抑制AHAS酶。我们研究比较了乙酰羟基酸合成酶AHAS调控亚基调控功能的种属共性及差异性，发现了单个完整的ACT Domain是AHAS最小调控亚基，该AHAS最小调控亚基具备跨种属异源激活AHAS催化亚基的能力，揭示了潜在的ACT Domain的多物种广谱进化调控网络的存在。