新型核苷类几丁质酶抑制剂的合理设计、合成及生物活性研究

为了开发具有高选择性的农用杀菌剂，本项目在前期研究基础之上，以几丁质合成酶为靶标，几丁质前体物UDP-GlcNAc及天然的几丁质合成酶竞争抑制剂尼克霉素Z为研究对象，通过对靶标――底物――先导的结构特点进行计算分析，设计了一类结构新颖含核苷肽的几丁质合成酶竞争抑制剂先导结构。拟通过其对靶标酶抑制作用的化学生物学研究及理论化学计算，探索并发现具有新颖结构的几丁质合成酶竞争抑制剂的高活性化合物，为新型高效、低毒的几丁质合成酶竞争抑制剂的合理设计提供理论依据。同时为我国开发具有原创性自主知识产权的绿色农用杀菌剂奠定基础。

几丁质几乎只存在于真菌细胞壁和昆虫表皮中，由于其存在的特殊性，成为开发新型抗真菌药物的一个安全、高选择性的靶标。因而，开发能够抑制几丁质合成的药物成为农用杀菌剂及医用抗真菌药物研究的热点。.在真菌的几丁质合成抑制剂中，核苷肽类化合物是最具代表性的，主要有多氧霉素和尼克霉素两大类。它们以杀菌活性广谱、对人畜低毒、对环境友好等诸多优点引起科学家的关注。但是，核苷肽类化合物因自身结构不稳定，易酶解和细胞穿透性差等缺陷限制了它们的实际应用。因此，如何发现结构新颖、稳定性好、活性更高的核苷肽类似物，即成为项目研究的问题。.以核苷肽类几丁质合成抑制剂多氧霉素和尼克霉素为先导，运用新农药设计的思想和合成化学的手段，根据国内外已取得的相关研究成果，在实验室前期研究工作基础上，主要开展以下方面工作：.1）.通过键桥长短、杂原子类型、疏水基团种类及大小、核苷糖环羟基修饰设计合成了四个系列共75个核苷肽类似物，其结构均通过1H-NMR、IR、EA或HRMS确证。并进行了离体杀菌活性测试，期望通过结构与活性关系研究，为高活性化合物的发现提供理论指导和数据支持。.鉴于Ⅳ系列化合物结构多样性，对该系列化合物进行了更加全面的杀菌活性普筛，共选取棉花枯萎病、水稻纹枯病、苗床立枯病、芦笋茎枯病、番茄灰霉病、辣椒疫霉病、苹果斑点落叶病、苹果腐烂病、油菜菌核病、黄瓜炭疽病、棉花早疫病、番茄晚疫病、烟草黑胫病、番茄腐霉病等14种病原真菌作为杀菌活性普筛对象。结果表明，Ⅳ系列对测试病原菌抑制活性较之前三个系列的活性有明显提升，尤其对水稻纹枯病、苗床立枯病、番茄灰霉病和芦笋茎枯病表现出更加明显的活性。为此，针对上述四种病原菌进一步进行了EC50的精密杀菌活性测试，结果发现，苯环2-F取代的IVA-02化合物，对水稻纹枯病EC90=266.70，与多氧霉素（EC90=258.98)，活性相当；苯环2-CH3取代的化合物ⅣA-19对苗床立枯病的活性（EC50为35.95 mg/mL）优于对照药剂多氧霉素B（EC50 63.48 mg/mL），值得进一步研究。.2）.以课题组前期发现的化合物IVA-19及CS底物(UDP-GlcNAc)为先导化合物，基于酶催化底物过渡态作用机制，运用新农药设计思想、有机合成及计算机辅助手段，进一步系统、深入的探索底物的尿苷部分(A)、焦磷酸酯桥链部分(B)及糖基部分(C)