几类含呋喃环仿生农药分子结构改造及作用机理研究

It is important method to discover the active substances from nature products and to optimize the lead compound structure based on the bioactivity for making the new pesticide. In past several years,our research group studied the activity of daphneone analogues with C6-C5-C6 structure, The research results showed that the activity will powerful increase with phenyl ring being replaced with furan ring. This kind of compounds have been shown to be a activity both of against pests and antifungal. . In this program, we plan to design and synthesize a series of compounds containing furan ring according the structure similar method. We will study the relationship between the structure and activity based on the result of bioassay, especially the inhibiting cell activity. According the molecular mechanism of interaction between active substance and target. We hope set up the model about the living activity- - activity at level of cell- - relationship between the structure and activity. The research helps us discover and make ultra-activity new pesticide.

从生物体中寻找高活性新颖结构农药化合物并进行结构修饰，是新农药创制的重要途径和研究热点。课题组前期在对一类天然植物源的C6－C5－C6骨架结构杀虫化合物结构改造过程中，发现用呋喃环等替代C6－C5－C6 骨架中的苯环，其活性大大提高，对虫、菌均显示了较高的生物活性。本项目的目的在于以这几类含呋喃环结构的高活性化合物为优化对象，采用分子相似性分析方法，设计、合成系列目标化合物，进行活性评价研究，特别是从细胞水平，测定探针分子对昆虫细胞、植物病原菌的抑制活性。研究活性成分对细胞的抑制与凋亡规律以及与活体活性进行比较，探索与认识该类小分子对靶标相互作用规律，建立农药分子的活体活性-昆虫细胞或植物病原菌活性-农药分子构效关系的分析与评价模型，为新农药创制研究以及高活性化合物的发现提供理论依据，促进我国新农药研究领域的发展。

前期通过对瑞香狼毒植物中分离得到一类具有C6-C5-C6骨架新化合物的结构优化，获得几类高活性的含呋喃环仿生农药分子对同翅目、鳞翅目、鞘翅目等害虫及植物病原真菌具有拮抗活性。本项目对这几类高活性的含呋喃环仿生农药分子进行结构优化，主要采用将呋喃结构单元与高活性农药活性基团进行活性亚结构拼接，构建基于该靶标的杀虫、抑菌小分子库，进行靶标特异性作用鉴定，筛选出高活性化合物，研究其与靶标的作用机理。在本项目执行的4年中，我们主要在甲呋酰胺类等结构的基础上进行优化，获得了160余个目标化合物，并进行了活性筛选和构效关系研究，发现了一批高活性化合物。同时，利用建立的以农药分子研究为目的的昆虫细胞生物学实验平台,与国外研究机构合作，建立了在昆虫神经细胞水平上进行探针分子与靶神经细胞的相互作用研究的新方法；并且把分子生物学研究手段也应用于本项目。分别选择了两株普通昆虫细胞：草地夜蛾卵巢细胞(Sf9细胞)、黑腹果蝇胚胎细胞(SL2细胞)和一株昆虫神经细胞：美洲棉铃虫腹神经索细胞（AW1细胞），测定合成的目标小分子对这两类昆虫细胞的抑制活性，同时与其杀虫活性进行比较分析；选择部分化合物进行了细胞水平的作用机理研究，为下一步对该类农药分子的结构优化和高活性农药化合物的发现奠定基础。