Структурно-ориентированный дизайн лигандов и открытие новых производных тенуазоновой кислоты с высокой гербицидной активностью

ВВЕДЕНИЕ: Компьютерное проектирование стало важным инструментом разработки новых пестицидов на основе природных исходных соединений. Тенуазоновая кислота (TeA), типичный представитель природного семейства тетрамовых кислот, была запатентована как потенциальный биоherбицид. Однако ее гербицидная эффективность пока не соответствует оптимальному уровню коммерческих препаратов. ЦЕЛЬ: Выявить новые производные TeA с повышенной активностью. МЕТОДЫ: Для построения моделей взаимодействия лиганд–акцептор, а также проектирования и отбора новых производных использовали молекулярный докинг. Для оценки биологической активности соединений определяли фитотоксичность, скорость выделения кислорода, флуоресценцию хлорофилла и гербицидную эффективность. РЕЗУЛЬТАТЫ: В области связывания белка D1 Arabidopsis были спроектированы и ранжированы по свободной энергии серии производных, различающихся алкильными боковыми цепями. Все соединения стабилизировались за счет водородных связей между карбонильным кислородом O2 и остатком D1-Gly256; кроме того, расстояние водородной связи оказалось наиболее важным фактором поддержания высокой аффинности связывания. Среди 54 новых производных были отобраны и синтезированы соединения D6, D13 и D27, обладавшие более высокой аффинностью, чем TeA, для оценки их ингибирующей активности в отношении фотосинтеза и гербицидной эффективности. Анализ взаимосвязи «структура–активность» показал, что D6 и D13 с sec-пентильной и sec-гексильной боковыми цепями соответственно примерно в два раза сильнее ингибировали активность фотосистемы II (ФСII) и были более эффективны в качестве гербицидов, чем TeA с sec-бутильной боковой цепью. ЗАКЛЮЧЕНИЕ: D6 и D13 являются перспективными соединениями для разработки новых производных TeA — гербицидов, воздействующих на ФСII и обладающих улучшенными характеристиками.