基于靶标结构的除草剂设计与合成研究进展

摘要

杂草是农业生产中的重大威胁之一,导致作物产量损失。除草剂因其高效、操作简便和成本效益广泛应用于农作物保护,但其长期大量使用会导致抗性杂草的出现。开发新型高效除草剂是解决杂草抗药性问题的有效策略。基于结构的药物设计(structure-based drug design, SBDD)作为医药领域的有效工具,逐渐应用于农药开发。SBDD能够通过解析靶标蛋白的三维结构,精确识别结合位点,指导新型除草剂的设计与优化,从而提高除草剂的选择性和活性,减少环境影响,有效规避抗性问题。本文系统回顾了近年来SBDD在除草剂开发中的应用,简要概述了蛋白质结构解析方法、SBDD的基本原理及基于分子对接的虚拟筛选(molecular docking-based virtual screening, MDVS)的步骤;同时,结合乙酰羟酸合酶(acetohydroxyacid synthase, AHAS)、原卟啉原氧化酶(protoporphyrinogen oxidase, PPO)和对羟基苯丙酮酸双加氧酶(4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase, HPPD)等常见除草剂靶标以及潜在除草靶标,阐述了SBDD的具体应用及成效。展望未来, SBDD将成为开发绿色高效除草剂的重要技术手段,为解决抗性杂草问题提供重要支持。

关键词

基于结构的药物设计(SBDD) / 农药靶标 / 分子设计 / 除草剂 / 抗药性