JIA | 贵州大学杨松课题组 新型THC衍生物作为细胞凋亡启动剂治疗细菌感染的发现和构效关系研究

植物病原细菌具有侵染力强、传播迅速等特点，导致的植物细菌性病害防治困难。当植物受到病原细菌的侵染，能造成植物的局部或整株病变，严重影响植物的质量和产量。由于传统杀细菌剂的长期使用，细菌的耐药性问题日益突出，迫切需要开发出新分子骨架、生态友好、作用机制新颖的新型杀菌剂。基于天然产物的农药发现是新农药创制的重要方向，1, 2, 3, 4-四氢-β-咔啉（THC）是一种重要的生物碱，表现出良好的抗癌、抗真菌、杀虫、抗氧化等生物活性，但其在抗植物病原细菌方面的应用却鲜有报道。

近期，贵州大学精细化工研究开发中心杨松教授课题组完成的题为“Discovery and structure–activity relationship studies of novel tetrahydro-β-carboline derivatives as apoptosis initiators for treating bacterial infections”的研究论文在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文)，JIA) 优先在线发表。

该研究通过经典的Pictet–Spengler反应，合成了31个结构新颖的THC衍生物，为了进一步探究化合物的构效关系，对目标化合物的C1、N2、C3和C6位进行修饰。进行了目标化合物对水稻白叶枯病菌（Xoo）、柑橘溃疡病菌（Xac）和猕猴桃溃疡病菌（Psa）的离体和活体生物活性测试，结果表明，化合物A₁₇对Xoo和Xac表现出优异的离体和活体活性，化合物A₈对Psa表现出良好的离体和活体抑制活性。构效关系分析表明：THC的A环的C6位无取代基时有利于提高其抑菌活性；对于THC的C环，当N2位是NH基团是有利于提高其抑菌活性；此外，THC的C环的NH位置引入长链可以提高其抗菌活性。进一步开展了高活性化合物的初步作用机制研究，发现THC衍生物能扰乱细菌体内的氧化还原系统，造成活性氧的爆发，破坏细菌的细胞膜，最终导致细菌的死亡。上述研究工作为以THC为活性骨架创制新型杀菌剂提供了重要的参考。

贵州大学精细化工研究开发中心苏闪闪硕士为该文章的第一作者，杨松教授和周翔副教授为该文章的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目(21877021，32160661，32202359)、贵州省科技项目（2018[4007]）、贵州省黔教合KY字[2020]004、高等学校学科创新引智计划（D20023，111引智计划）和贵州大学新引进人才计划（202229）的支持。

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https://doi.org/10.101‍6/j.ji‍a.2023.05.‍0‍31

Cite the article:

SU Shan-shan, LIU Hong-wu, ZHANG Jun-rong, QI Pu-ying, DING Yue, ZHANG Ling, YANG Lin-li, LIU Li-wei, ZHOU Xiang, YANG Song. 2023. Discovery and structure–activity relationship studies of novel tetrahydro-β-carboline derivatives as apoptosis initiators for treating bacterial infections. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2023.05.031.

专家简介

贵州大学精细化工研究开发中心杨松教授为本文主要通讯作者，贵州大学绿色农药全国重点实验室教授，博士生导师，国家高层次人才计划入选者。国家科技进步二等奖、贵州省自然科学/科技进步一等奖获得者，在新农药创制等领域取得多项成果。先后承担国家科技支撑计划项目、863计划项目、科技部国际科技合作重点项目、国家自然科学基金项目等国家和省部级科研项目20余项。以第一或通讯作者在 Nature Protocols, Angewandte Chemie-International Edition, ACS Catalysis, Journal of Agricultural and Food Chemistry, Pest Management Science, Journal of Integrative Agriculture等国际重要学术期刊发表SCI论文240余篇，获发明专利授权30余件。主要研究方向为新农药创制及靶标发现、生物质催化转化等。

Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.384，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中科院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。

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