以酪氨酸酶靶标为导向的新型农用杀菌剂创制研究

In order to find novel pesticide with new target, this project will focus on the discovery of new fungicides as tyrosinase inhibitors. Based on our preliminary results, the story contains three parts as follows: 1）The optimization of lead compound: cinnamic aldehyde thiosemicarbazone with high activity, discovered in our former work, will be structurally optimized with the method of pesticide molecular design. The designed compounds will be synthesized and evaluated via in vitro and in vivo fungicidal bioassay with the purpose of finding 1-2 new promising candidates as fungicides for further development; 2）The study on the interaction between active compounds and tyrosinase: the Crystal structure of Agaricus bisporus tyrosinase is basically chosen for the interaction study with different active compounds. The key binding sites and interaction mechanism will be investigated by molecular docking and molecular dynamics. The results will be useful for further design of new tyrosinase inhibitors with higher activity; 3）The intensive study on active compound: To provide decision-making basis for industrial development, the fungicidal spectrum, activity in greenhouse and in field trial, as well as its safety to crops and oral/skin cute toxicity to rat, will be carried out for the candidate active compound. The above work will be of great significance to enhance the research of the new pesticide discovery targeted tyrosinase.

为了发现新作用机制的农用杀菌剂，本项目在前期研究工作基础之上，拟以真菌酪氨酸酶为靶标，开展以酪氨酸酶靶标为导向的新型农用杀菌剂创制研究。内容主要包括三个方面：1）以前期发现的高活性肉桂醛缩氨基硫脲类化合物IIIB-02为先导，系统开展结构优化研究，通过设计合成、以及不同水平活性测试和筛选研究，以期发现1-2个具有开发应用前景的杀菌剂候选化合物；2）以Agaricus bisporus酪氨酸酶的晶体结构为基础，利用分子动力学、分子对接技术，研究活性化合物与酪氨酸酶受体的相互作用规律，分析和解释配体化合物与受体结合的关键位点，探讨小分子与受体的作用机理，为进一步设计、发现具有更高活性的酪氨酸酶抑制剂提供理论指导；3）针对发现的高活性化合物，进行杀菌谱筛选、温室和田间小区试验、以及适用作物和I期毒性试验研究，为产业化开发提供决策依据。本项目将对提升基于酪氨酸酶靶标的新农药创制研究工作具有重要意义

为了发现新作用机制的农用杀菌剂，本项目以真菌酪氨酸酶为靶标，开展以酪氨酸酶靶标为导向的新型农用杀菌剂创制研究。主要完成了以下三个方面的工作：1）以前期发现的高活性肉桂醛缩氨基硫脲类化合物IIIB-02为先导，系统开展结构优化研究，设计合成了九类216个结构新颖的化合物，并进行了各种活性测试和筛选研究，发现多个高杀菌活性化合物如IB-13, IC-04等；2）利用分子对接技术研究了高活性化合物与酪氨酸酶受体的相互作用规律，发现化合物分子中氨基硫脲伸向酪氨酸酶活性中心，与酶活性中心的铜离子或者关键氨基酸残基如Glu256等相互作用；苯环及环上取代基主要与周围氨基酸残基存在疏水性相互作用力；3）针对发现的高活性化合物IB-13，进行杀菌谱筛选、温室试验以及毒性预测试验，通过酶活性测试、扫描电镜和分子对接等对I-B13的作用机制进行了初步研究。本项目研究成果对基于靶标的杀菌剂创制研究具有重要作用。.本项目完成了预定研究任务及预期目标，发现了一批有进一步研究价值的高活性化合物（如IA-16、IB-13、IC-04、IC-05、IIIH-01等）。初步探明了高活性化合物IB-13的作用机制、杀菌谱，可为进一步的应用开发提供依据。研究成果发表论文7篇，其中SCI论文2篇，会议论文5篇；申请中国发明专利3项,其中获得授权1项；培养研究生3名。多人次参加国内会议，并以分会口头报告或墙报形式积极与同行交流项目研究成果。本项目研究成果对靶标导向的新农药创制具有重要的理论指导作用和实际意义。.