新型吡啶盐衍生物作为光系统I的潜在抑制剂

《Pest Management Science》：Novel pyridinium salt derivatives as potential inhibitors for photosystem I

光合系统I（PS I）是植物电子传递链关键酶，开发靶向PS I的除草剂具有重要意义。本研究通过结构修饰策略合成了新型化合物B8，其在10μg/mL浓度下对Portulaca oleracea和Echinochloa crusgalli抑制率达70%，且对多个杂草表现出90-100%的出土后除草活性。B8具有PS I抑制特性、负电表面及促进活性氧积累的电子化学特征，且在0.25mM浓度下对斑马鱼胚胎的毒性显著低于常规除草剂 paraquat，DFT计算验证了其红ox活性和分子轨道特性与实验结果一致。

　　

摘要

背景

光系统I（PS I）是光合电子传递链中的一种含 plastocyanin 和 feroxin 的氧化还原酶，是开发除草剂的关键靶点。

结果

通过活性亚结构插入和组合策略，设计并合成了吡啶盐化合物 A 和 B。生物测定表明，大多数化合物在浓度为 10 μg/mL^–1 时对 Portulaca oleracea 和 Echinochloa crusgalli 的生长表现出 70% 的抑制作用。

化合物 B8 在 E. crusgalli、Eleusine indica、Setaria viridis、Amaranthus retroflexus、P. oleracea 和 Abutilon theophrasti 上表现出 90–100% 的苗后除草活性。此外，B8 不仅具有与 PS I 抑制活性相关的电化学特性和负电荷表面，还促进了 Portulaca oleracea 根部活性氧的积累。在浓度为 0.25 mM 时，B8 在斑马鱼胚胎中的安全性优于百草枯。密度泛函理论计算进一步证实了 B8 的氧化还原反应性和分子轨道特性，与实验观察结果高度一致。

结论

化合物 B8 的除草活性与百草枯相似，但对斑马鱼胚胎的毒性较低。因此，B8 是一种有前景的新 PS I 靶向除草剂候选物。? 2025 化学工业协会。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

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