抗霉素A<,17>对茄子褐纹病菌的抑菌机理及抗霉素A类似物的构效关系研究

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自1929年Flemming等人首次从青霉菌中发现和分离青霉素以来,药物研究进入了抗生素时代。广东省农业科学院植物保护研究所分离于GAAS7310菌株的抗霉素Az?是一种新结构抗生素,研究发现抗霉素A17对植物病原真菌具有较好的抑制效果。结合已有抗霉素A的作用机制对抗霉素A17的作用机理进行研究,并以其作用靶标为研究支点进行抗霉素A类化合物的定量构效关系研究,将为抗霉素A17及其类似物的作用机理研究和应用奠定基础。 本研究以茄子褐纹病菌为研究对象,分别研究了抗霉素Aj7对细胞生长、活力、呼吸作用、能量代谢、形态学变化等方面的影响。研究发现:(1)抗霉素A17对茄子褐纹病菌具有较强的抑制作用,其对茄子褐纹病菌菌丝和甲型孢子的ECso分别为O.1000pg/mL和0.0166gg/mL。并且可以通过载孢体在菌丝和甲型孢子之间传递抑制效应,引起甲型孢子的畸形发育和低萌发活力;(2)抗霉素A17对细胞活力的影响呈负抛物线形;(3)抗霉素A17对茄子褐纹病菌菌丝细胞呼吸耗氧、呼吸酶NADH氧化酶和NADH细胞色素c还原酶都具有较强的抑制能力:1.2500pg/mL抗霉素A17可抑制59.17%的呼吸耗氧;0.0400~tg/mL的抗霉素A17分别可以抑制53.70%和38.71%的NADH氧化酶和NADH细胞色素c还原酶活力。(4)细胞浆ATP含量随着抗霉素A17作用浓度的增加而减少,1.2500~tg/mL抗霉素A17可达到33.61%的ATP抑制率;(5)1.2500gg/mL抗霉素A17可以在作用铀内导致部分菌丝细胞破裂。 以NADH细胞色素c还原酶(Cyt.bcl)为作用靶标,根据已有抗霉素A类似物结构和活性数据,以Hyperchem7.5量子化学软件程序为结构优化与量化手段,以SPSSl0.0为统计工具,进行了抗霉素A类似物的定量构效关系研究,并建立了回归方程 该方程涉及整体分子的能量及整体情况下局部极性、体积和疏水性等参数,对分子活性具有良好的预见性。研究发现:以Cyt.bc1(NADHCyt.c还原酶)为靶标的抗霉素A类化合物发挥生物活性要求:苯环第1位取代基具有亲脂性、第3,5位取代基具有明显的极性、酚羟基的酸性;完整分子具有较高的最高空轨道能、以及接近球体的分子形状。 抗霉素A17通过对细胞色素c还原酶等呼吸酶的抑制,引起细胞ATP含量、呼吸耗氧的下降以及细胞完整线粒体的变化,从而引起细胞活力、形态、内含物组成等的变化,进而通过一定的中间途径造成细胞破裂死亡;以Hyperchem7.5为结构优化与量化手段的定量构效关系研究具有较强的可操作性和预见性,可作为进一步药理研究的重要工具,为抗霉素A17的作用机理的揭示、结构改造和人工合成提供资料,并为抗霉素A17及其类似物的生产和应用奠定了基础。
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