Strobilurin类杀菌剂作用靶标研究进展.ppt

杀菌剂作用机理,抑菌（内吸）杀菌对病菌无毒作用,杀菌剂的作用原理,杀菌剂对细胞壁的影响破坏菌体细胞膜破坏菌体内一些细胞器或其他细胞结构,1杀菌剂对细胞壁的影响几丁质-多抗酶素真菌微纤维纤维素-烯酰吗啉细胞壁细菌：多肽多糖-青霉素无定形物,杀菌剂对菌体细胞结构和功能的破坏,杀菌剂对细胞壁的影响,UDP-N-乙酰葡萄糖,穿透细胞质膜,聚合,细胞壁形成,有机磷杀菌剂破坏膜透性,苯来特十三吗啉多氧霉素,稻瘟灵,环烃类咪唑类,破坏菌体细胞膜,有机磷杀菌剂,甾醇抑制剂三唑类,脂质蛋白质甾醇盐类的亚单元每个亚单元由金属桥和疏水键,破坏菌体细胞膜,对卵磷脂生物合成的影响异稻瘟净抑制S-腺苷高半光氨酸甲基转移酶的活性，使卵磷脂生物合成受阻，改变膜的透性。对脂肪酸生物合成的影响稻瘟灵靶标脂肪酸生物合成的关键酶乙酰CoA羧化酶，干扰脂肪酸生物合成，改变膜的透性。,敌力脱,线粒体核糖体纺锤体,破坏菌体内一些细胞器或其他细胞结构,杀菌剂对菌体内能生成的影响,对乙酰辅酶A形成的影响,TPP（硫胺素焦磷酸）在丙酮酸脱羧过程中起转移乙酰基的作用TPP（氧化型）有机硫类克菌丹破坏TPP抑制乙酰辅酶A的形成,杀菌剂对糖酵解、有氧氧化和磷酸戊糖三条途径的影响,草酰乙酸,柠檬酸,异柠檬酸,a-酮戊二酸,琥珀酰辅酶A,琥珀酸,延胡索酸,苹果酸,乙酰辅酶A,福美双克菌丹硫磺,有机硫代森类8羟基喹啉,克菌丹,硫磺萎锈灵,对三羧酸循环影响,ComplexI,ComplexIII,ComplexIV,ComplexII,O2,H2O,NADH,对呼吸链的影响,鱼腾酮安密妥敌苦双敌克松联苯酚,萎锈灵8羟基喹啉,对脂质氧化的影响,氧化克菌丹二氯奈醌增大线粒体膜和内质网膜上的脂质过氧化反应二甲酰亚胺类和环烃类,葡萄糖O26CO2+6H2OADP+PiATP+H2O,对氧化磷酸化的影响,ATP酶,砷、铜、锡、汞等杀菌剂能直接影响ATP酶的活性，抑制氧化磷酸化反应,杀菌剂对代谢物质的生物合成及其功能的影响,抑制RNA的生物合成3种RNA聚合酶，甲霜灵专化性抑制rRNA的合成干扰核酸代谢腺苷脱氨形成次黄苷是重要的核酸代谢反应之一。次黄苷与白粉病菌的致病性有关。乙菌定作用机制是抑制腺苷脱氨酶的活性干扰细胞分裂微管蛋白-多菌灵,杀菌剂对代谢物质的生物合成及其功能的影响,抑制病菌氨基酸和蛋白质生物合成嘧霉胺等抑制真菌蛋氨酸生物合成抗菌素抑制或干扰蛋白质生物合成,主要干扰病菌寄生（调节病菌致病系统）的化合物、加强寄主防御作用的化合物。特点：（1）在离体条件下，很少或没有杀菌活性，但当应用到寄主植物上时可减少侵染或境地病害的严重度。,对菌无毒性的保护剂作用原理,（2）活体表现:I在寄主植物体内转变为具有毒性的化合物II影响真菌的致病能力III影响寄主的抗病性IV可以干扰致病原因的关键因素（真菌毒素、酶的活性、产物）和寄主抗病性的诱导剂或抑制剂,对病原菌本身没有毒性或几乎没有毒性。具有更高的选择性，对非靶标生物和环境安全由于对病原菌本身无毒性，故不易产生抗药性。,1.黑色素生物合成抑制剂阻碍附着孢对植物细胞壁的穿透。三环唑（第一个），防治稻瘟病,2.影响寄主病原物关系的化合物,植物受病原物诱导的产生系统的抗病性能，称作系统获得性抗病性（SystemicAcguiredResistance,SAR）除病原物外，某些化学药品亦具有类似功能，这类化学物质就是植物抗病激活剂（PlantActivator）生物因子、物理因子或化学因子激发寄主受体产生防卫信号激活或诱导植物防卫基因表达,调节寄主植物抗病性,本身对病原菌没有明显的杀菌或抑菌活性，但能诱发植物自身的免疫系统，抵御病害侵袭。一种抗病激活剂可以防治多种病害，植物一旦产生系统抗病性，其抗病性具有持久性和广谱性，甚至可以遗传。不会对病原菌产生选择压力，不易产生抗药性。,特点：,乙膦铝,防治卵菌纲病害产生酚类和黄酮类抗病物质,有争议：（1）诱导抗病性（2）直接对病原菌作用,激发植物坏死斑反应，是侵染点中有大量的酚类物质积累。另外斑块部位可以使病菌的进一步发展受阻。,气巴-嘉基在开发磺酰脲类除草剂时发现，苯并噻二唑-7-羧酸甲酯有SAR活性,30g/ha对小麦白粉病具有持久性抗性。,苯并噻二唑（BTH）类,诺华公司商品名Bion,Strobilurin类杀菌剂作用靶标的研究进展,1.Strobilurin类杀菌剂简介2.Strobilurin类杀菌剂的特性3.Strobilurin类杀菌剂作用靶标的研究过程4.展望,一：Strobilurin类杀菌剂简介,发现,1969年Musikek及其合作者首先报道，StrobilurinA以来，到目前为止文献报道的已有30多个此类抗生素，但结构简单的有15个，其中Strobilurin类11个，Oudemansin类3个，另一个是Myxothiazol。,表1商品化的Strobilurin类杀菌剂品种,D.W.BartlettPestManagSci2002,58,649-662,已商品化和即将商品化的产品,二：Strobilurin类杀菌剂的特性,优点及应用,具有安全、高效、广谱的特性,阿米西达防治谱,具有内吸传导性和扩散性具有保护、治疗和铲除作用,优点及应用,全程的防护作用,阻止病菌侵入,杀死或抑制病菌扩展,抑制病菌产孢,具有全新的作用机制,优点及应用,真菌细胞,阿米西达,三唑类,苯并咪唑类,无交互抗性,三：Strobilurin类杀菌剂作用靶标的研究进程,图1具有天然杀菌活性的-甲氧基丙烯酸酯衍生物,D.W.BartlettPestManagSci2002,58,649-662,K.GerthJAntibiot.1980,33,1474-1479,粘噻唑,图2粘噻唑的结构式,表2粘噻唑对不同酵母菌和真菌的最小抑制浓度（MIC）,G.ThierbachAntimicrob.AgentsChemother.1980,19,504-507,表3粘噻唑对不同细菌的最小抑制浓度（MIC）,G.ThierbachAntimicrob.AgentsChemother.1980,19,504-507,？,表4粘噻唑与放射性同位素标记的氨基酸的结合,K.GerthJAntibiot.1980,33,1474-1479,哪种代谢途径涉及到粘噻唑的生物合成,图3粘噻唑存在下白色念珠菌的存活量，没有抗生素；和，粘噻唑的浓度分别为6.2g/ml(MIC的2倍)和25g/ml（MIC浓度的8倍）,G.ThierbachAntimicrob.AgentsChemother.1980,19,504-507,图4葡萄糖对粘噻唑抗菌作用的对抗效应（1.无抗生素和葡萄糖；2.12.5g/ml粘噻唑；3.12.5g/ml粘噻唑,0h加入1%葡萄糖；4.12.5g/ml粘噻唑，0h加入水5.12.5g/ml粘噻唑，6h后加入1%葡萄糖；6.12.5g/ml粘噻唑，6h后加入水）,G.ThierbachAntimicrob.AgentsChemother.1980,19,504-507,图5粘噻唑对白色念珠菌耗氧率的影响,G.ThierbachAntimicrob.AgentsChemother.1980,19,504-507,葡萄糖也可在生物体进行发酵的过程中用来进行呼吸作用,干扰呼吸作用,启示,Cytc,Q,胞液侧,基质侧,线粒体内膜,图6线粒体电子传递过程,呼吸链,还原辅酶尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸,表5不同的抑制剂对牛心脏线粒体偶联呼吸作用和解偶联呼吸作用的影响,表6粘噻唑和甲酰二氯丙酮对亚线粒体颗粒中的琥珀酸辅酶Q还原酶的影响,(噻吩甲酰二氯丙酮是琥珀酸辅酶Q还原酶的抑制剂),G.ThierbachBiochim.Biophys.Acta1981,638,282-289,图7粘噻唑和抗霉素A对牛心脏线粒体氧气吸收速率的影响.表示粘噻唑；。表示抗霉素A,G.ThierbachBiochim.Biophys.Acta1981,638,282-289,图8抗霉素A对NADH还原酶氧化的抑制曲线及作用于亚线粒体颗粒产生红移的滴定曲线,图9粘噻唑对NADH还原酶氧化的抑制曲线及作用于亚线粒体颗粒产生红移的滴定曲线,G.ThierbachBiochim.Biophys.Acta1981,638,282-289,图10粘噻唑和抗霉素A存在下牛心脏线粒体中不同的紫外吸收光谱,G.ThierbachBiochim.Biophys.Acta1981,638,282-289,结论:,粘噻唑和抗霉素A一样作用于呼吸链的复合体III中的Cytb上,表7粘噻唑和抗霉素A对牛心脏线粒体细胞色素b还原能力的影响,粘噻唑的作用位点抗酶素A的作用位点,G.ThierbachBiochim.Biophys.Acta1981,638,282-289,AndersonNature,1981，290,457-465,复合体III中只含有一个细胞色素b细胞色素b含有两个不同的血红素中心b562b566,理论基础,复合体:泛醌-细胞色素c还原酶,功能：将电子从泛醌传递给细胞色素c,图11粘噻唑和抗霉素A与亚铁细胞色素b键连所引起的红移谱,G.V.JagowFEBSLett.1981,136(1),19-24,图12粘噻唑与亚铁细胞色素b键连所引起的红移谱（Cytbc1中去除铁硫蛋白）,G.V.JagowFEBSLett.1981,136(1),19-24,图13粘噻唑对铁硫蛋白的EPR谱,B.L.TrumpowerBiochem.Biophys.Acta1981,639,129-155,图14Q-循环示意图,E.C.SlaterTrendsBiochemSci.1983,8,239-242,图15粘噻唑和抗酶素A作用位点示意图,J.Biol.Chem.1984,259,6318-6326,解释酶的作用机制和结构功能之间关系的重大突破,Cytbc1的晶体结构,牛鸡酵母菌,D.XiaScience1997,277,60-66Z.ZhangNature1998392,677-684C.HunteStructure2000,8,669-684,Z.ZhangNature1998,392,677-684,图16细胞色素bc1晶体结构,图17二聚的细胞色素bc1种氧化还原中心的相对位置,Z.ZhangNature1998392,677-684,图18二聚的酵母菌的细胞色素bc1结构的示意图以及Q循环中的各功能单位,C.HunteStructure2000，8,669-684,图19抑制剂的键连位点（Qi）,C.HunteFEBSLett.2001,504,126-132,图20抑制剂的键连位点（Qo）,C.HunteFEBSLett.2001,5