中文摘要：

基于特有靶标定向生物合理设计开展新农药研究是我国中长期科学与技术发展规划中重点领域和优先主题。本课题选择微生物中葡糖胺-6-磷酸合酶(GlmS酶)为对象，根据其分子结构和催化机理，试图设计、制备新型GlmS酶抑制剂，建立GlmS抑制剂的酶活性筛选平台进行分子的生物活性研究。同时采用模建方法建立植物病菌靶标结构，利用分子对接，定量构效关系等技术手段对作用于GlmS酶靶标的分子进行理论研究，从分子水平上阐明作用靶标与抑制剂配体间的内在作用机理，指导新型杀菌化合物的分子设计，期望能够发现具有新颖结构的先导化合物。本课题将率先建立一套基于酶靶标结构的GlmS酶抑制剂生物合理设计方法，为解决由于农药作用靶标结构信息缺乏而制约农药生物合理设计发展的瓶颈问题提供一条崭新途径，对于研究和开发具有高选择性的新农药具有重要的指导意义。

结论摘要：

基于靶标定向生物合理设计开展新农药研究是我国中长期科学与技术发展规划中重点领域和优先主题。本课题选择微生物中葡糖胺-6-磷酸合酶(GlmS 酶)为对象，根据其分子结构和催化机理，结合构效关系研究的需要，设计、合成新型GlmS酶抑制剂，共完成催化中间体过渡态类似物、已知活性天然产物的类似结构等6个系列258个抑制剂化合物的合成与结构优化；对中间体和目标化合物的合成路线和反应条件进行系统优化和探索，所有化合物结构均经过MS、1H-NMR、13C-NMR、HRMS波谱等手段确证；对所有目标化合物进行了离体杀菌活性的活性测定，并对高活性化合物开展温室盆栽杀菌活性测定；同时通过基因克隆、表达、提取并纯化己糖胺酶，研究酶抑制活性测定方法，建立酶抑制活性筛选平台；在此基础上，最后，结合酶抑制活性、离体杀菌活性、盆栽杀菌活性对所合成的化合物开展构效关系的研究与结构优化。本项目的研究结果对于设计合成具有杀菌活性的GlmS酶抑制剂以及进一步的优化研究等提供重要的实验依据。课题在酶抑制活性化合物先导结构上，发现一批具有良好葡糖胺-6-磷酸合酶抑制活性的化合物，E9-OH、A8、Q5等3个化合物酶抑制活性优于或与对照药剂ADGP活性相当；而过冈龙酸类似物D-8酶抑制活性为ADGP活性的10倍；在杀菌活性化合物发现上，部分良好酶抑制活性化合物表现出高效、广谱的杀菌活性，进一步盆栽试验表明，化合物CAU-E9在6.25ppm的浓度下，对黄瓜炭疽病的盆栽防治效果与对照商品化药剂咪酰胺防效相当；化合物CAU-Q5在6.25ppm的浓度下，对玉米锈病的盆栽防治效果优于对照商品化药剂戊唑醇，其开发工作将在后续研究中深入开展。构效关系表明，部分化合物的杀菌活性与酶抑制活性高度一致，如Z17和Q5，酶抑制活性高的化合物表现出更高的杀菌活性，由此判断，GlmS酶可能是高活性化合物Q5的作用靶标，中间体类似物抑制剂结构中含较多的羟基、较高的亲水性有利于酶活性的提高，但是不利于杀菌活性的发挥，如CAU-ZJ10E9和CAU-ZJ10E9OH，前者杀菌活性高于后者一个数量级，后者酶抑制活性高于前者一个数量级；这一点对基于靶标的新农药创制具有重要的指导意义。