新型油菜素内酯受体激动剂的筛选和活性测试研究

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油菜素甾醇类化合物作为第六类植物激素,对植物的生长发育起着很重要的作用。如促进细胞的伸长与分裂、提高作物的产量品质、增强植物的抗逆性、调节五大激素的平衡、降低农药残留等。但因其在植物中含量甚微,提取分离困难;合成路线复杂;成本高,所以限制了该类植物调节剂在农业上的推广应用。油菜素内酯受体蛋白的三维结构已通过X-射线衍射的方法将其解析,这对于采用计算机辅助分子的方法设计开发新型的BRs受体激动剂奠定了基础。本论文进行基于受体结构的虚拟筛选,旨在寻找新型的具有油菜素内酯样生物活性的化合物。研究内容及结论如下:(1)运用计算机辅助分子设计方法,从BR insensitive receptor kinase 1(BRI1)-Brassionolide(BL),BRI1-BAK1(BRI1-association receptor kinase1)-BL,BRI1-BAK1-(3a,4a-二羟基-7-氧代-5a-胆甾烷)的晶体结构中提取重要的相互作用的药效团特征元素,并合并成一个综合药效团模型。再以该药效团作为提问结构,在SPECS和Enamine化合物数据库中进行虚拟筛选,利用分子对接的方法,对筛选结果进行分析,初步得到了34个具有潜在活性的目标化合物。(2)采用萝卜胚轴伸长法模型对34种化合物进行生物活性测试,不同浓度的化合物处理萝卜幼苗的胚轴和子叶时,均能促进胚轴伸长生长、直径增粗和子叶增重。其中,与CK相比,化合物14、23、11、19、9、8、17、21均有极显著差异(P<0.01),表现出了相对较强的生物活性。在所试验的浓度范围内,化合物14的最适浓度为10-8mol/L,胚轴长度、子叶重、胚轴直径分别比对照增长59.65%、68.12%、166.67%,化合物23的最适浓度为10-6mol/L,胚轴长度、子叶重、胚轴直径分别比对照增长55.26%、112.23%、250.00%,化合物11最适浓度为10-6mol/L,胚轴长度、子叶重、胚轴直径分别比对照增长50%、83.14%、200%,化合物19最适浓度为10-5mol/L,胚轴长度、子叶重、胚轴直径分别比对照增长50%、80.79%、216.67%,化合物9的最适浓度为10-7mol/L,胚轴长度、子叶重、胚轴直径分别比对照增长45.61%、56.50%、166.67%,化合物8的最适浓度为10-7mol/L,胚轴长度、子叶重、胚轴直径分别比对照增长42.98%、60.99%、233.33%,化合物17的最适浓度为10-7mol/L,胚轴长度、子叶重、胚轴直径分别比对照增长42.11%、49.34%、150.00%,化合物21的最适浓度为10-7mol/L,胚轴长度、子叶重、胚轴直径分别比对照增长40.35%、116.45%、133.33%。本论文研究通过将计算机虚拟筛选与生物实验相结合的手段,得到了8个活性相对较好的化合物,且具有全新的骨架结构。为合成新型的油菜素内酯受体激动剂提供了理论指导,是外源植物调节剂设计的有价值起点,且为在农业上的推广应用奠定了基础。
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