4’-去甲基表鬼臼毒素作为农用杀菌剂的用途

文档序号:197966 发布日期:2021-11-05 浏览:58次 >En<

阅读说明:本技术 4’-去甲基表鬼臼毒素作为农用杀菌剂的用途 (Use of 4&#39; -demethylepipodophyllotoxin as agricultural bactericide ) 是由 王培义 周翔 李虎 叶豪杰 邵武斌 柳立伟 于 2021-08-18 设计创作,主要内容包括:本发明涉及4’-去甲基表鬼臼毒素作为农用杀菌剂的用途。该化合物对致病病原细菌和真菌具有较好的抑制作用,针对如水稻白叶枯病菌、烟草青枯病菌、黄瓜白叶枯病菌、魔芋白叶枯病菌、柑桔溃疡病菌、葡萄溃疡病菌、番茄溃疡病菌、猕猴桃溃疡病菌、苹果溃疡病菌、黄瓜灰霉病菌、辣椒枯萎病菌、油菜菌核病菌、小麦赤霉病菌、马铃薯晚疫病菌、蓝莓根腐病菌等均具有较好的抑制效果。(The invention relates to application of 4&#39; -demethylepipodophyllotoxin as an agricultural bactericide. The compound has a good inhibition effect on pathogenic bacteria and fungi, and has a good inhibition effect on rice bacterial blight, tobacco bacterial wilt, cucumber bacterial blight, konjak bacterial blight, citrus canker pathogen, grape canker pathogen, tomato canker pathogen, kiwi canker pathogen, apple canker pathogen, cucumber botrytis cinerea, pepper fusarium wilt pathogen, rape sclerotinia sclerotiorum, wheat scab pathogen, potato late blight pathogen, blueberry root rot pathogen and the like.)

4’-去甲基表鬼臼毒素作为农用杀菌剂的用途

技术领域

本发明涉及农药应用技术领域,涉及4’-去甲基表鬼臼毒素的用途,具体的说是涉及4’-去甲基表鬼臼毒素作为农用杀菌剂的用途。

背景技术

近年来,植物细菌和真菌严重影响着全球农作物的产量和质量,给农民带来了巨大的经济损失。例如,水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzaepv.Oryzae)是杆状的革兰氏阴性菌,该病菌能使水稻的叶片枯萎、变白,它每年给水稻种植的国家带来至少10-50%的减产,严重的甚至绝收。此外,柑橘溃疡病菌(Xanthomonas axonopodis pv.Citri)会导致柑橘腐烂,在全球范围内影响着柑橘的产量。在农业生产过程中,由于传统药剂的长期使用,使得植物病原菌对其产生了一定的抗性。因此,创制新型高效、低毒、安全的绿色农药具有十分重要的意义。

据文献报道,FtsZ作为细菌二分裂过程中最关键的分裂蛋白,是目前杀菌剂研发的新靶标。目前在医药研究领域中具有较好的应用前景。基于此,根据FtsZ蛋白的GTPase酶活性筛选试验、杀菌活性实验及形态学实验,从天然产物库中筛选到了4’-去甲基表鬼臼毒素,其不仅能抑制病原细菌的繁殖,也能干扰XooFtsZ蛋白的功能。

4’-去甲基表鬼臼毒素(4′-Demethylepipodophyllotoxin)具有广谱生物活性,比如;抗肿瘤、抗菌、抗真菌、杀虫等活性。根据本中心前期工作,4’-去甲基表鬼臼毒素表现出较好的抗植物病原菌活性。4’-去甲基表鬼臼毒素如下式所示:

目前,4’-去甲基表鬼臼毒素主要用于医药领域,最近有关4’-去甲基表鬼臼毒素的活性物质仅在农用杀虫活性方面的研究,而在农用抑菌活性方面的研究较少。因此,为了寻找高效杀菌的活性化合物,本发明拓展4’-去甲基表鬼臼毒素的用途,测试其生物活性,为新农药的研发和创制提供重要的科学基础。

调控FtsZ蛋白功能的天然产物的生物活性研究进展如下:

2005年,Tushar等[Tushar,K.;Beuria,M.K.;Panda.D.Sanguinarine blockscytokinesis in bacteria by inhibiting FtsZ assembly and bundling[J].Biochemistry,2005,44,16584-16593.]研究发现,血根碱对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌具有很好的抑菌活性,其IC50值分别为4.6μg/mL和1.0μg/mL,作者发现血根碱能使革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌发生丝化现象。进一步研究发现,血根碱与FtsZ蛋白有较好的结合力,其Kd=18-30μM。进而通过形态学表征和光散射实验发现,血根碱能够扰乱FtsZ的聚合以及原丝之间横向的相互作用,使细菌无法形成动态的Z环从而抑制其分裂。

1999年,Evans等[Evans,G.B.;Furneaux,R.H.;Gravestock,M.B.;Lynch,G.P.;Scott,G.K.The synthesis and antibacterial activity of totarolderivatives.Part 1:modifications of ring-C and pro-drugs[J].Bioorg.Med.Chem.,1999,7,1953-1964.]研究发现,桃陀酚对结核分枝杆菌、痤疮丙酸杆菌和金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌显示出优良的抗菌活性,但是对革兰氏阴性菌和真菌几乎没有明显的抑制作用。它对枯草芽孢杆菌的MIC值为2μM,通过机制研究表明,桃陀酚通过抑制Z环的形成,造成细菌产生丝化现象,其与FtsZ的结合常数Kd为11±2.3μM。2012年,Kim等人进一步对桃陀酚进行构效关系分析,结果表明,当A环引入吲哚结构后,能显著地增强其抗菌活性,但却降低了化合物对FtsZ的靶向性。

2008年,Damodia等[Domadia,P.N.;Bhunia,A.;Sivaraman,J.;Swarup,S.;Dasgupta,D.Berberine targets assembly of Escherichia coli cell divisionprotein FtsZ[J].Biochemistry,2008,47,3225-3234.]研究发现,小檗碱具有抑制FtsZ蛋白的组装。其GTPase的IC50=16μM,通过分子对接进一步表明,小檗碱能够结合在FtsZ蛋白GTP作用位点的疏水性部分(主要作用于蛋白的Thr132、Pro134、Phe135、Phe182和Ley189氨基酸残基发生作用),从而抑制FtsZ动态组装,导致Z环的分解和GTPase失活。

4’--去甲基表鬼臼毒素的生物活性研究进展如下:

2017年,Niu等[Niu,L.,Wang,Y.X.,Wang,C.D.,Wang,Y.Y.,Jiang,X.H.,Ma,L.L.,Wu,C.Y.,Yu,Y.M.,Chen,Q.Structure of 4′-demethylepipodophyllotoxin in complexwith tubulin provi共晶实验发现,4’-去甲基表鬼臼毒素作用于微管蛋白的秋水仙碱位点。

2020年,Cheng等[Cheng,J.,Zhao,W.,Yao,H.,Shen,Y.,Zhang,Y.,Li,Y.Z.,...&Tang,Y.J.Discovery of 4,6-O-Thenylidene-β-d-glucopyranoside-(2″-acetamido,3″-acetyl-di-S-5-fluorobenzothizole/5-fluorobenzoxazole)-4′-demethylepipodophyllotoxin as Potential Less Toxic Antitumor Candidate Drugs by ReducingDNA Damage and Less Inhibition of PI3K.J Med.Chem.,2020,63,2877-2893.]设计并合成了一系列4’-去甲基表鬼臼毒素的巯基乙酰胺酯类化合物,其具有很好的抗癌活性。其中化合物15和16对DNA具有低的毒性并较少抑制PI3K/Akt。

2017年,Huang等[Huang,J.,Xu,M.,Li,S.,He,J.,&Xu,H.Synthesis of someester derivatives of4′-demethoxyepipodophyllotoxin/2′-chloro-4′-demethoxyepipodophyllotoxi n as insecticidal agents against orientalarmyworm,Mythimna separata Walker.Bioorg.Med.Chem.Lett.,2017,27,511-517.]设计并合成了一系列4’-去甲基表鬼臼毒素的酯类化合物,展现出对东方粘虫较好的杀虫活性,其8k和8j对黏虫的致死率可达到71.4%。

本发明的目的是拓展4’-去甲基表鬼臼毒素的用途,为4’-去甲基表鬼臼毒素作为农用杀菌剂的用途提供理论基础。

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