新型含氟吡唑酰胺类琥珀酸脱氢酶抑制剂的生物合理设计、杀菌活性及构效关系研究

Succinate dehydrogenase inhibitors affect the pathogen of the respiratory chain electron transport system by acting on the protein complex II, hinder its energy metabolism, thereby inhibiting the growth of pathogenic bacteria, leading to its death. It is a method to prevention and treatment of diseases. Due to this unique mechanism of succinate dehydrogenase inhibitors, low toxicity, high activity, varies structure, it has gradually attracted pesticide companies and scientist in recent years. The project intends to buy some of these compounds by high-throughput virtual screening for biological activity screening and rational design of our biological pyrazole amide compound synthesis and their activity determination. The designed compounds were synthesized according the SAR(hydrophobicity, electrical and sterical characteristics). In order to construct the compound library, the many synthesis method was applied. The model of pharmacophore was established. The excellent succinate dehydrogenase inhibitors were found by us.

琥珀酸脱氢酶抑制剂通过作用于蛋白复合体II（琥珀酸脱氢酶）影响病原菌的呼吸链电子传递系统，阻碍其能量代谢，从而抑制病原菌的生长、导致其死亡，以达到防治病害的目的。由于琥珀酸脱氢酶抑制剂这一独特的作用机制，以及这类抑制剂具有低毒，高活性，结构多变等特点，近年来，已逐渐引起各国科学家和各大农药公司的重视。本项目拟通过高通量虚拟筛选，购买部分化合物进行生物活性筛选以及对我们生物合理设计的吡唑酰胺化合物进行合成和生物活性的测定，从分子的疏水性、电性、三维结构的变化，以及可能的氢键位置等方面，改进所设计的化合物，研究合成方法，构建有关的化合物库，验证所建立的药效团，并深入研究其结构与活性的关系，最终能筛选出较理想的、具有自主知识产权的新型琥珀酸脱氢酶抑制剂品种。

本项目根据前期的研究基础，结合琥珀酸脱氢酶抑制剂的结构特点，生物合理设计并合成了121个结构新颖的吡唑类化合物，目标产物的结构经1H NMR、13C NMR、IR、HRMS和X-单晶衍射确证。目标产物采用菌丝生长速率法、抑菌圈法或盆栽法等方法测试了杀菌活性，结果表明：绝大多数化合物均具有一定的抑菌活性，其中含脲桥的化合物中三氟甲基吡唑酰胺类化合物活性最好，D1、D3、D7、D8、D9、F1、F2、F3、F5、F7等化合物在10ppm的浓度下对部分菌株防效达83%以上，高于对照药啶酰菌胺或氟唑菌酰胺，且对其他菌株也有一定防治作用；另外含单酰胺结构的化合物中二氟甲基吡唑的K14、K15化合物对部分菌株EC50约为2ppm，同样具有较好的抑菌效果。为了研究其作用方式，将高活性化合物与琥珀酸脱氢酶进行分子对接，结果表明，具有高抑菌活性的目标化合物与SDH在活性位点存在多种氢键相互作用，以F2化合物为例分子与靶标间除了存在4种氢键还存在π-π键，具有很好的结合力。