氨基酸也可被开发成抗植物病毒的药物?

植物病毒种类繁多，危害极大。目前，在实际应用中，有效和令人满意的抗植物病毒药物品种不多，尤其是治疗药物更是少之又少。面对植物病毒对农业生产的危害，有必要开发新型高效抗植物病毒药物。天然产物具有结构多样性、特异性和作用方式新颖性等优点，这些特性使其成为潜在的候选药物。然而，天然产物也存在化合物来源受限、结构复杂、成药性差等缺陷。因此，基于天然产物的农药创制在探寻新的活性先导或具有新作用靶标的分子基础上，经过生物合理设计进行新农药创制已成为绿色农药创制的重要方向。

色氨酸是人体的必须氨基酸之一，同时也是多种生物碱的生源合成前体。南开大学的汪清民教授课题组的宋红健博士首次发现该氨基酸具有中等水平的抗草花叶病毒活性，在此基础上开展了广泛的结构修饰、系统的构效关系研究及结构优化，创制出了高效植物病毒病防治药物候选品种NK0238。基于天然产物的农药研究最主要的策略是以天然产物分子为母体进行结构的衍生，但是，受天然产物分子固有结构及理化性质的限制，结构多样性衍生难以实现。虽然天然产物分子结构复杂多样，但是这些分子在生物体内的合成是由共同的生源合成前体在不同酶的参与下转化来的，而这些生源合成前体本身就是一类理想的先导。

该课题组近期研发了该候选药物的清洁合成新工艺。在此工艺条件下，L-色氨酸经过两步一锅法，中间不需分离，以94%的产率97%液谱纯度得到NK0238。与以往报道的路线相比，该路线具有原子经济性高、产率高、操作简单、易于放大合成、合成成本极低等优点。在完成工艺优化后，还对其开展了室内抗病毒谱、田间药效以及生物安全性评价试验，室内抗病毒谱试验结果显示NK0238具有抗病毒谱广、活性高的优点；田间药效试验结果显示NK0238对云烟85烟草病毒病、辣椒病毒、三七病毒、唐菖蒲花叶病毒和香蕉束顶病防治效果均好于商品化的抗植物病毒药物氨基寡糖素和盐酸吗啉胍·乙酸铜；急性毒性为微毒；生态毒理试验结果表明，该化合物对鸟类、鱼类、蜜蜂和家蚕均无明显危害。NK0238优异的活性和安全性使其成为一个非常有前景的候选药物。近期该工作收到农科院吴孔明院士组织的“有害生物绿色防控”专辑的约稿，以题为“Route development, antiviral studies, field evaluation and toxicity of an antiviral plant protectant NK0238”，发表在Frontiers of Agricultural Science and Engineering期刊。

原文：

Wentao XU, Hao TIAN, Hongjian SONG, Yuxiu LIU, Yongqiang LI, Qingmin WANG. ROUTE DEVELOPMENT, ANTIVIRAL STUDIES, FIELD EVALUATION AND TOXICITY OF AN ANTIVIRAL PLANT PROTECTANT NK0238. Frontiers of Agricultural Science and Engineering, 2022, 9(1): 110‒119 https://doi.org/10.15302/J-FASE-2021390