螺环(DHPM-靛红)衍生物的合成、杀线虫活性及计算分析:新型农用化学品候选物的发现

【字体: 时间:2025年07月30日 来源:Russian Journal of Bioorganic Chemistry 1.1

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  为解决现有杀线虫化合物退市带来的农业防控缺口,研究人员通过一锅法亲核加成反应合成了一系列螺环(DHPM-靛红)衍生物(IVa-IVh),并系统评估其对南方根结线虫(Meloidogyne incognita)的杀卵和幼虫活性。其中IVe在1500 ppm浓度下实现98%卵孵化抑制,IVf更在750 ppm时引发100%幼虫致死率。计算机模拟揭示其通过结合羧酸酯水解酶、细胞色素c氧化酶等靶点关键氨基酸残基发挥作用,ProTox-II分析证实所有化合物符合Lipinski规则且属毒性IV级,IVb因甲氧基和酰胺基团成为最优候选。该研究为开发安全高效的新型农用杀线虫剂提供了重要依据。

  

在农用化学品研发领域,螺环二氢嘧啶酮-靛红衍生物(Spiro(DHPM-isatin))因其广谱生物活性备受关注。研究团队通过尿素与1,3-二羰基化合物对靛红C-3位的一锅法亲核加成,成功构建了该系列化合物,并采用1H/13C NMR、FT-IR和质谱进行结构确证。针对毁灭性植物病原体南方根结线虫(M. incognita)的测试中,IVe展现出惊人的杀卵能力(1500 ppm时98%抑制率),而IVf则在750 ppm浓度下实现幼虫100%团灭。

计算机模拟揭示了这些分子与线虫五大靶蛋白的精密互作机制:羧酸酯水解酶(CEH)、细胞色素c氧化酶(COX)、推定天冬氨酸蛋白酶(AP)、ATP合酶(ATPase)和细胞色素b(Cyt b)的关键活性口袋中,酪氨酸(Tyr)、精氨酸(Arg)等12种氨基酸残基成为"分子锁"的结合位点。毒性预测显示所有化合物均符合"五规则"(Lipinski's rule)且属于低毒IV级,其中携带甲氧基和酰胺基团的IVb尤为突出,其双重作用机制——既能阻断线虫能量代谢,又可干扰蛋白质水解——为新一代绿色农药设计提供了黄金模板。这项研究不仅填补了现有杀线虫剂的市场空白,更开创了基于计算机辅助设计的精准农药开发新模式。

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