基于天然肉桂酸骨架的拟肽类化合物设计合成及抗植物病原真菌构效关系研究

针对植物病原真菌防治需求，研究人员以天然肉桂酸骨架为基础，通过结构-活性关系(SAR)驱动优化设计合成21种拟肽类化合物。研究发现化合物I-1对核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)具有显著抑制效果，通过SEM观察到菌丝形态破坏，结合分子对接技术阐明其通过π-π堆积作用靶向结合蛋白的机制，为开发新型绿色农用杀菌剂提供理论依据。

　　

在农业生产中，植物病原真菌如核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)和灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)造成的病害每年导致巨大经济损失。传统化学农药存在环境残留和抗药性问题，而天然产物因其环境友好特性成为研究热点。肉桂酸作为植物中广泛存在的芳香羧酸，其衍生物表现出多样的生物活性，但如何通过结构改造提升其抗真菌特异性仍是未解难题。

湖北省农业科学院的研究团队从微生物发酵代谢物中分离获得先导化合物CSDK450160，以此为模板设计合成21种肉桂酸-肽缀合物。研究采用核磁共振(¹H NMR/¹³C NMR)、高分辨质谱(HRMS)进行结构表征，通过体外抗真菌实验筛选活性化合物，结合扫描电子显微镜(SEM)观察菌丝形态变化，并运用分子对接和量子化学计算探讨作用机制。

Chemicals and instruments
使用Bruker Avance III核磁共振仪(600 MHz)和Agilent 6224 TOF质谱仪完成结构表征，GF254硅胶板进行薄层色谱(TLC)监测。

Synthesis
通过EDCI/HOBt介导的酰胺偶联反应构建肉桂酸-氨基酸酯中间体3，经碱性水解获得关键羧酸中间体4，最终合成系列目标化合物。

Conclusions
化合物I-1对核盘菌表现出卓越抑制活性，SEM显示其引起菌丝塌陷和隔膜形成缺陷。理论计算揭示I-1通过独特的空间结构特异性，与靶标蛋白形成π-π堆积相互作用。该研究不仅建立了天然产物CSDK450160的首例化学合成路线，更为设计多靶点、环境兼容型农用杀菌剂提供了分子模板。

这项发表于《Pesticide Biochemistry and Physiology》的研究，创新性地将天然产物结构优化与肽模拟策略相结合，解决了传统肉桂酸衍生物抗菌谱窄的问题。通过系统的构效关系(SAR)分析，明确了2-甲基取代和Thr-Phe二肽片段对活性的关键影响，为后续开发兼具高效性和生态安全性的新型农药奠定了理论基础。研究获得国家重点研发计划(2023YFD1700700)和湖北省重点研发项目(2023BBB176)支持，体现了从天然资源挖掘到农业应用的转化研究价值。