StarDrop应用实例 | 使用StarDrop开发新型农业杀菌剂

计算模拟技术不仅在健康医药领域得到了广泛应用，同时在化工和农药研究领域也展现了巨大的潜力。近日，国内某农药研发公司将StarDrop软件的药物设计功能应用于农药研究，取得了重要的成果。

在近期发表于《Pest Management Science》的研究中，该公司的研究团队使用分子杂交策略设计了一系列候选分子，并通过StarDrop的精细对接功能进行筛选，得到了一系列新型吡唑-4-甲酰胺衍生物，系统评估了其杀菌活性，并探讨了其潜在的应用价值。

研究人员以新型琥珀酸脱氢酶抑制剂（SDHIs）的开发为核心目标，基于SDHI杀菌剂结构中的吡唑-4-甲酰胺片段在活性和植物传导性方面的重要作用，提出了一种系统性的研究框架：

研究人员首先选取了两种已上市杀菌剂——Fluxapyroxad和Mepronil作为模板化合物，并分析其关键药效团特征。通过分子杂交策略，他们将Fluxapyroxad的吡唑-4-甲酰胺骨架与Mepronil的异丙氧基苯基片段整合，成功设计出先导化合物TM-2。

为了进一步优化结构，研究团队保留了TM-2的核心结构，但用不同取代基（如异丙基、苄基）修饰苯氧基团，以探索取代基变化对生物活性的影响。经过一系列合成修饰反应（如酸氯化、胺化、酯化修饰等），研究人员最终合成出19种新型吡唑-4-甲酰胺衍生物（TM-1至TM-19），并通过NMR（核磁共振）和HRMS（高分辨质谱）确认了化合物的结构。

为了验证新化合物的杀菌效果，研究团队开展了体外生物活性筛选，并选取了Fluxapyroxad和Bixafen作为阳性对照，测试这些化合物对5种植物病原真菌的抑制作用。

TM-2在6.25ppm浓度下对玉米锈病（Puccinia sorghi Schw.）的抑制率高达100%，远超Fluxapyroxad（70%）和Bixafen（0%）。此外，TM-2对小麦白粉病（Erysiphe graminis DM f. sp. tritici (Em. Marchal)）和水稻纹枯病（Rhizoctonia salami）的抑制率分别达到70%和100%，表现出优异的广谱杀菌活性。

田间试验进一步验证了TM-2的应用潜力。喷药后第14天，150 mg/L和200 mg/L浓度化合物TM-2对小麦锈病的田间死亡率与同剂量的三唑酮相当（79.11% vs 79.73%，94.43% vs 93.92%），100 mg/L浓度的化合物TM-2对小麦锈病的田间死亡率与同剂量的吡唑苯酰胺相当（86.80% vs 86.45%）。同时，急性毒性实验表明TM-2的大鼠口服LD₅₀>500mg/kg，毒性低于常规杀菌剂，显示出良好的安全性。

研究团队对19种化合物进行构效关系分析，总结出了一些关键结论。对于吡唑-4-甲酰胺衍生物，随着烷基链长度的增加，化合物的杀菌效果逐渐降低；而具有较短或分支结构的烷基链则表现出更好的活性。其次，环烷基的大小和饱和度也显著影响了化合物的活性。较大的环状结构以及不饱和度的增加显著降低了化合物的杀菌效果。