【摘 要】
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从天然产物中挖掘和发现具有生物活性的物质是发现新农药分子源的行之有效途径,农药的靶标分子设计是新农药创制的热点领域,两者的有机结合可以明显提高发现新农药分子的成功
【机 构】
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河北农业大学真菌毒素与植物分子病理学实验室;
【基金项目】
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国家自然科学基金(批准号:No.31171877);河北省玉米产业技术体系项目资助
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从天然产物中挖掘和发现具有生物活性的物质是发现新农药分子源的行之有效途径,农药的靶标分子设计是新农药创制的热点领域,两者的有机结合可以明显提高发现新农药分子的成功机率。本试验前期从外来入侵植物黄顶菊中分离得到一种高除草活性物质α-三联噻吩,并确定α-三联噻吩主要影响了植物光合作用。本试验以拟南芥为研究对象研究α-三联噻吩在杂草防除中的作用机制。试验采用分子生物学、光谱学分析等技术对α-三联噻吩的作用机制进行研究,并利用计算机辅助药物筛选技术对高效先导化合物进行筛选。试验首先以拟南芥为材料利用双向电泳技术筛选经α-三联噻吩处理不同时间后的差异表达蛋白,共获得56个差异表达蛋白,结合前期实验结果,确定10个候选蛋白;试验进一步使用α-三联噻吩处理该10个候选蛋白的拟南芥T-DNA插入突变体,发现转酮醇酶T-DNA插入突变株本身生长缓慢矮小且经α-三联噻吩的处理后植株并未发生明显的黄化现象,而其它蛋白T-DNA插入突变株均明显黄化萎蔫,说明由于T-DNA的插入影响了α-三联噻吩与转酮醇酶的结合;试验进而利用Modeler及Amber12转酮醇酶蛋白三维结构进行模拟,并与α-三联噻吩进行分子对接,确定α-三联噻吩可以与转酮醇酶蛋白有效结合,且转酮醇酶蛋白自身的催化位点和结合位点均为其与α-三联噻吩结合的关键位点,试验最后利用荧光猝灭光谱技术和酶活力检测手段确定加入α-三联噻吩后的转酮醇酶蛋白吸收峰和酶活性均降低,结果进一步验证了转酮醇酶蛋白与α-三联噻吩之间存在相互作用。试验最后对拟南芥转酮醇酶在植物中保守性进行分析确定其为高度保守的蛋白,并依赖该结构从ZINC商品化数据库中进行计算机筛选,最终对筛选的得到的化合物采用小杯法进行生物活性测定获得2种高活性的小分子化合物。研究结果将为新型除草剂开发提供了可行的思路与方法。
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