第四类新型脲酶抑制剂的优化合成、活性筛选及其作用机制研究

如何提高尿素利用率，解决脲酶所引起的经济、环境和健康等问题，已成为世界农业可持续发展中的一个迫切需要解决的课题。本项目依据前期抽引出的显效骨架及活性构象，以具有潜在脲酶抑制活性的Schiff碱和水稻生长必需的Cu2+盐为分子建筑块单元，通过多种协同配体的基团修饰和灵活调控，优化组装出结构新颖的Schiff碱铜配合物库，再通过室内活性筛选、盆栽和稻田微区放大测试，建立了高效、环境友好的第四类配合物型脲酶抑制剂的合成方法和筛选技术，同时研究其施用对稻田尿素氮转化、水稻生长和土壤微生物多样性的影响；最后通过结构性质表征、构效关系分析和分子对接技术等，构建出具有较强预测能力的构效关系模型，并进一步阐明其抑制脲酶活性的主要机理和动力学。她开辟了Schiff碱配位化学的农业应用新领域，为大力发展高效生态农业，减轻农村面源污染，以及为新型脲酶抑制剂的研发和尿素的缓释高效利用等提供了科学原理和技术支撑。

如何提高尿素利用率，解决脲酶所引起的经济、环境和健康等问题，已成为世界农业可持续发展中的一个迫切需要解决的课题，其中，脲酶抑制剂的研发已成为跨世纪新技术的重点工程之一。本项目依据前期抽引出的显效骨架及活性构象，以具有潜在脲酶抑制活性的Schiff 碱和水稻生长必需的Cu2+盐为分子建筑块单元，通过多种协同配体的基团修饰和灵活调控，优化组装出了近20种结构新颖的Schiff 碱铜配合物，培养出它们的单晶，并通过结构表征和活性筛选，筛选出了8种新型脲酶抑制剂，再通过室内活性筛选、盆栽和稻田微区放大测试，建立了高效、环境友好的第四类配合物型脲酶抑制剂的合成方法和筛选技术，同时研究其施用对稻田尿素氮转化、水稻生长和土壤微生物多样性的影响；通过结构性质表征、构效关系分析等，初步研究了其抑制脲酶活性的主要机理和动力学。她开辟了Schiff 碱配位化学的农业应用新领域，为大力发展高效生态农业，减轻农村面源污染，以及为新型脲酶抑制剂的研发和尿素的缓释高效利用等提供了科学原理和技术支撑。研究执行期间共发表14篇论文，其中SCI收录8篇，EI收录1篇，ISTP (CPCI-S) 收录1篇，核心期刊4篇，参加国际学术交流会议2次。申请国家发明专利1项。获浙江省自然科学基金优秀成果奖1项，获市自然科学优秀论文二等奖2项。培养了18名本科生，其中7名考上了研究生，在培研究生1名。尚有数篇论文正在审稿中。