新型含共价反应弹头的甲氧基丙烯酸酯类衍生物合成、分子对接模拟及抗真菌活性研究

针对甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂（strobilurin）因长期使用导致抗药性加剧的难题，贵州中医药大学团队创新性地将共价反应弹头（acrylamide/chloroacetamide）引入甲氧基亚胺乙酸酯和甲氧基丙烯酸酯骨架，设计合成36种新型衍生物。其中化合物6i和14c对炭疽病菌（C. gloeosporioides）的EC50 值（18.5/19.8 μg/mL）显著优于对照药醚菌酯（>100 μg/mL），并通过破坏细胞膜完整性及与细胞色素b（cyt b）Cys39共价结合实现高效杀菌。该研究为抗性农药结构改造提供了新思路。

　　

在全球农业面临真菌病害威胁的背景下，甲氧基丙烯酸酯类（strobilurin）杀菌剂曾因广谱、低毒的特性成为市场主力。然而，其通过非共价结合细胞色素bc₁
复合体Qo位点（quinone oxidation site）抑制线粒体电子传递链的机制，因病原菌G143A突变导致普遍抗药性——目前已有50余种病原菌产生抗性，传统结构修饰收效甚微。

贵州中医药大学团队独辟蹊径，基于细胞色素b（cyt b）保守位点Cys39的亲核特性，首次将共价药物设计策略引入农药开发。研究人员选择丙烯酰胺（acrylamide）和氯乙酰胺（chloroacetamide）两类弹头，分别嫁接至甲氧基亚胺乙酸酯和甲氧基丙烯酸酯骨架，构建了36种新型衍生物。通过形态学观察、电导率检测和胞内物质泄漏实验证实，先导化合物6i能显著破坏炭疽病菌细胞膜完整性；分子对接则揭示其与14c均可精准定位cyt b的Qo位点，并使弹头与Cys39形成最佳共价反应构象。活性数据显示，6i和14c的EC₅₀
值（18.5/19.8 μg/mL）较传统药物醚菌酯（kresoxim-methyl）提升5倍以上。

关键技术方法
研究采用核磁共振（¹
H/¹³
C NMR）和高分辨质谱（HRMS）进行结构确证；通过离体抑菌实验测定EC₅₀
值；结合扫描电镜观察菌体形态变化；采用非共价/共价分子对接模拟靶点结合模式。

研究结果

1. 化学合成：通过保留甲氧基氧原子与Glu271/272的氢键相互作用，在母核β-位引入共价弹头，成功构建两个系列衍生物。
2. 抗真菌活性：6i对炭疽病菌的孢子萌发抑制率达96.3%，且能诱导菌丝畸形膨大。
3. 作用机制：电导率实验显示6i处理组电导值升高247%，证实膜通透性改变；分子对接表明弹头与Cys39距离<3.5?，满足共价反应条件。

结论与意义
该研究突破传统非共价修饰局限，通过共价弹头精准靶向cyt b保守残基，为解决甲氧基丙烯酸酯类抗性难题提供了新范式。论文发表于《Journal of Molecular Structure》，为抗性农药研发开辟了"共价抑制"这一全新方向，也为其他面临抗性问题的农用化学品设计提供了方法论参考。