琥珀酸脱氢酶抑制剂氟唑菌酰羟胺(FLX)的物种结合差异机制:基于计算机模拟的精准设计启示

【字体: 时间:2025年09月04日 来源:Pest Management Science 3.8

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  研究人员通过计算机模拟揭示了琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHIs)的物种选择性机制。该研究构建了六种生物的SDH结构模型,采用Discovery Studio 3.5、SWISS-MODEL和AlphaFold多维度评估,通过100 ns分子动力学模拟发现:SDHC亚基的C_030/C_034位色氨酸提供的π-π相互作用是氟唑菌酰羟胺(FLX)结合差异的关键,为设计生态友好型选择性杀菌剂提供了理论依据。

  

揭秘琥珀酸脱氢酶(Succinate Dehydrogenase, SDH)抑制剂在物种间的结合差异,这项研究通过计算机模拟技术展开了精彩探索。科研团队选取代表性杀菌剂氟唑菌酰羟胺(Fluxapyroxad, FLX)作为研究对象,构建了包括水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)、小麦叶枯病菌(Zymoseptoria tritici)等六种生物的SDH三维模型。

通过Discovery Studio 3.5、SWISS-MODEL和AlphaFold等多平台建模比较,最终筛选出最优结构进行100纳秒分子动力学模拟。有趣的是,SDHC亚基上三个关键位点(C_025、C_030、C_034)的氨基酸变异造就了结合差异:在C_025位点,苯丙氨酸和亮氨酸可以互换而不影响结合稳定性;而C_030位点的色氨酸在猪(Sus scrofa)和斑马鱼(Danio rerio)体系中,C_034位点的色真菌体系中,都通过强烈的π-π相互作用稳定了FLX结合。

当这些关键色氨酸被替换时——如蜜蜂(Apis mellifera)体系、猪的W030I突变体和小麦叶枯病菌的W034S突变体,结合自由能显著降低。这些发现不仅揭示了SDH抑制剂物种选择性的结构基础,更为设计新一代生态友好型杀菌剂提供了精准的分子蓝图。

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