基于P5CR设计具有除草活性的脯氨酸生物合成抑制剂

脯氨酸生物合成途径中涉及的吡咯啉-5-羧酸还原酶（P5CR）是一个令人关注的除草作用新靶标。本项目旨在综合运用分子模拟、基因克隆、定点突变、光谱表征和有机合成等技术，系统地研究植物P5CR活性中心结构特征及其作用位点与底物、配体相互作用的详细机理，在此基础上，通过虚拟筛选、分子对接等理论计算方法，有的放矢的设计、合成和预测可能的P5CR抑制剂。以期得到具有进一步结构优化和开发前景的高效、低抗性P5CR抑制剂的全新先导结构。本研究对阐明植物P5CR活性中心作用位点与底物、配体相互作用的机理，设计作用靶标独特的高效、低抗性P5CR抑制剂类除草活性化合物有重要意义，有望为发现作用靶标独特的新型除草剂的创制工作提供合理的设计指导，并打下一定的前期研究基础。

脯氨酸生物合成途径中涉及的吡咯啉-5-羧酸还原酶（P5CR）是一个令人关注的除草作用新靶标。本项目以P5CR为除草作用靶标，综合运用分子模拟技术完成了植物P5CR三维结构的模建，建立了理论筛选模型，研究了植物P5CR活性中心结构特征及其作用位点与底物、配体的相互作用机理。在此基础上，通过虚拟筛选、分子对接等理论计算方法，设计合成了十一个系列168个未见文献报道的新化合物。建立了新化合物的有效合成方法。通过组织培养方法构建了酶活性测试体系，建立了体外活性测试方法。完成了化合物的酶活性测试，发现了一批对P5CR高活性的抑制剂。并测试了化合物的除草、杀虫、杀菌等农药活性以及其它生物活性，发现了数个与商品化除草剂相当的高活性化合物。证明了设计思想的合理性和高效性。