具有抗烟草花叶病毒活性的C-20型苦木素的发现及其抗病毒机理研究

It was difficult to develop safe and effective antiviral drugs because viruses use the host's cells to replicate，and now the great breakthrough in this research field is still blank. Previously we found a series of C-20 type qussinoids from Brucea javanica with potent antiviral activity against tobacco mosaic virus (TMV) according to bioassay-guided isolation. The most active brusatol was equivalent to 34 times the activity of ningnanmycin, a positive control antiviral drug. However, the antiviral mechanism of quassinoid was unknown. According to our present research, quassinoids from B. javanica could not only inhibit the accumulation of TMV CP, but also enhance the host plant’s resistance to TMV infection. Whether quassinoids could improve the disease resistance of plant and be conducted as new chemical activator? Considering the diversity of quassinoids, in this project, we will continue isolating the active quassinoids responsible for the anti-TMV activity by methods of modern purification and structure-identification techniques. In addition, we will analyze the structure-activity relationship of the active compounds. In order to seek for effective antiviral lead compounds with high activity and low toxicity, we will further study the antiviral mechanisms of those active quassinoids from B. javanica by methods of biochemistry and molecular biology. Those works will provide bases for further exploration of new plant virus inhibitors.

病毒的寄生性，使开发高选择性的抗病毒药物存在极大困难。前期通过活性跟踪，从苦木科植物鸦胆子中发现一系列具有显著抗烟草花叶病毒(TMV) 活性的C-20型苦木素类化合物，其中活性最强的brusatol活性相当于阳性对照药宁南霉素的34倍。研究表明此类化合物不仅能抑制病毒的侵染、复制，而且在先施药的情况下可显著减轻烟草感染TMV的发病症状，化合物是否能激发植物的抗病性？苦木素能否作为新型的化学激活剂？鉴于苦木素类化合物结构复杂多变，很可能存在更多的抗TMV活性苦木素。本研究将在前期研究的基础上，继续运用现代分离纯化技术和结构鉴定手段，从锁定的活性部位，分离富集苦木素类化合物，研究其结构和活性特点，分析构效关系，并结合生物化学和分子生物学手段进一步研究苦木素类化合物的抗病毒机理，从中寻找高效、低毒的天然抗病毒先导化合物，为新型植物病毒抑制剂的研究提供科学依据。

病毒的寄生性，使开发高选择性的抗病毒药物存在极大困难，从植物中开发高效、低毒、环境友好的抗病毒剂是目前的研究热点。前期研究发现鸦胆子苦木素具有显著抑制烟草花叶病毒(TMV)侵染和增殖的活性。苦木素是苦木科植物的特征性成分，本项目在前期工作基础上对鸦胆子和臭椿的抗TMV活性成分进行了系统的分离纯化，共获得化合物82个，鉴定了其中的66个，包括苦木素类成分22个，对分离到的化合物进行了系统的抗TMV活性研究，初步分析了苦木素抗TMV的构效关系。抗病毒活性评价发现除苦木素类化合物具有较强的抗TMV活性外，臭椿中分离得到的黄酮类化合物也具有显著的抗病毒活性，进一步选取苦木素和黄酮类化合物各一个采用转录组技术研究化合物对烟草抗病性的影响，发现两类化合物均能诱导烟草的抗病性，不同的是苦木素不仅诱导烟草产生抗病性，还能通过诱导大量糖代谢及昼夜节律相关基因差异表达，提高烟草对TMV耐受能力。本研究为进一步利用苦木素和黄酮类成分开发新型植物病毒抑制剂提供了科学依据。.此外我们扩大了抗病植物样品的筛选范围筛选11种植物提取物的抗TMV活性，利用TAS-ELISA检测发现，臭灵丹、风轮草、珊瑚樱、钻叶紫菀、益母草、拔毒散等植物提取物对普通烟K326内的病毒增殖具有显著的抑制作用，并且明显好于阳性对照药剂宁南霉素，其中的抗病毒活性物质值得进一步研究。为后续的抗TMV活性成分研究开发奠定了理论基础。