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貴州大學發現靶向植物病毒“剪刀手”蛋白的新型手性抗病毒劑

   2025-03-17 中化新網

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核心提示:近日,貴州大學綠色農藥全國農藥重點實驗室碩士生王小藝作為第一作者,宋潤江教授和李向陽教授作為共同通訊作者,在國際知名學術

近日,貴州大學綠色農藥全國農藥重點實驗室碩士生王小藝作為第一作者,宋潤江教授和李向陽教授作為共同通訊作者,在國際知名學術期刊《Research》(即時IF=10.4)上發表了一篇題為“Carbene-catalyzed Phthalide Ether Functionalization for Discovering Chiral Phytovirucide that Specifically Targets Viral Nia Protein to Inhibit Proliferation”為題的交叉學科研究論文。團隊將“N-雜卡賓催化方法學”及“抗植物病毒劑的發現”結合,成功發現了一種手性藥物小分子(R)-3w能夠特異性地與PVY-Nia蛋白的His150殘基結合。這種結合干擾了Nia蛋白的功能,可能抑制了病毒多聚蛋白的切割,阻礙了病毒復制復合體(VRC)的形成,進而顯著降低病毒在寄主體內的增殖。

隨著全球人口的持續增長,預計到2050年將達到近100億人,糧食安全問題日益嚴峻。植物病毒是農業生產中的主要威脅之一,其中馬鈴薯Y病毒(PVY)是危害馬鈴薯、辣椒、番茄等茄科作物的最具經濟破壞性的病毒之一。傳統的抗病毒策略主要集中在管理媒介蚜蟲,但現有的直接抗病毒藥物種類仍有限。因此,開發新型、高效、綠色的抗病毒農藥具有重要的現實意義。PVY的核包含體A(Nia)蛋白在PVY的生命周期中具有關鍵的酶活性和生物學功能,如多聚蛋白的切割、VRC的形成等,這對病毒的復制、組裝和致病性至關重要,因此成為開發新型抗PVY藥物的潛在靶標。然而,雖然Nia蛋白在病毒生命周期中雖然具有關鍵作用,但目前針對Nia蛋白的小分子研究仍較少,大多數抗病毒藥物仍然集中在對病毒外殼蛋白(CP)的作用上。

該研究的核心創新在于利用N-雜環卡賓(NHC)催化的反應,實現了對多種天然酚類化合物的苯酞官能化,這一方法不僅具有良好的產率和對映體選擇性,還表現出優異的官能團耐受性。實驗結果表明,(R)-3w表現出顯著的抗PVY治療活性,其抗PVY活性效果與外消旋體(Rac)-3w和對映異構體 (S)-3w具有顯著差異,并且優于現有的商業抗病毒藥物寧南霉素和利巴韋林。圖2為(R)-3w的抗病毒機制:(R)-3w與PVY的Nia蛋白H150殘基結合,可能干擾其多聚蛋白的正常切割,減少用于VRC形成的功能蛋白,從而抑制病毒增殖。該研究不僅為植物病毒的防控提供了新的理論依據,還為開發新型綠色農藥提供了新的合成方法和潛在靶標。


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