香豆素類化合物對(duì)朱砂葉螨的殺螨定量構(gòu)效關(guān)系研究.pdf

1、香豆素在植物中廣泛存在，且生物活性多樣。其中，香豆素類化合物中的蛇床子素不但能夠顯著抑制一些植物病原真菌的生長(zhǎng)，還能夠觸殺部分農(nóng)業(yè)害蟲；東莨菪內(nèi)酯的抑菌、殺螨活性已經(jīng)得到多方研究證實(shí)；濱蒿內(nèi)酯和秦皮乙素對(duì)蘋果輪紋病(Botryosphaeria berengeriana f.sp.piricola)、葡萄白腐病(Coniothyrium diplodiella)等病原菌均具有抑菌活性。更重要的是，本研究室已經(jīng)明確了Ca2+-ATP酶為東

2、莨菪內(nèi)酯的殺螨作用靶標(biāo)，在這個(gè)前提下，與東莨菪內(nèi)酯享有共同母環(huán)結(jié)構(gòu)的其他香豆素類化合物的殺螨活性是非常值得探索的。據(jù)此，本研究選取了25種香豆素類化合物進(jìn)行殺螨活性研究，主要的研究結(jié)果如下：
　　1.大多數(shù)供試的香豆素化合物具有良好的殺螨活性用玻片浸漬法比較分析了25種香豆素化合物對(duì)朱砂葉螨(Tetranychus cinnabarinus)雌成螨的觸殺活性，多數(shù)香豆素化合物都對(duì)朱砂葉螨雌成螨有較好的觸殺活性，其中3-(2-苯并咪

3、唑)-7-(二乙氨基)香豆素、3-(2-苯并噻唑)-7-(二乙氨基)香豆素、4-甲氧基香豆素和濱蒿內(nèi)酯的殺螨活性明顯優(yōu)于對(duì)照藥劑（98.32％螺螨酯原藥）或與其相當(dāng)。活性最好的為濱蒿內(nèi)酯，其處理48h和72h的LC50值分別達(dá)到284.8和122.2mg·L-1，其毒力分別是商品化殺螨劑螺螨酯的2.06和1.68倍。由此可見，香豆素化合物濱蒿內(nèi)酯可作為研究殺螨活性的候選化合物，具有進(jìn)一步研究的價(jià)值，具有開發(fā)為商品殺螨劑的潛力。
　

4、　2.香豆素化合物的殺卵活性具有一定的差異性香豆素類化合物對(duì)朱砂葉螨卵的觸殺活性試驗(yàn)中，用2000mg·L-1供試藥劑處理后，有3種化合物的校正死亡率高于50%，分別為3-(2-苯并噻唑)-7-(二乙氨基)香豆素、4-甲氧基香豆素和濱蒿內(nèi)酯，校正死亡率分別為51.02%、51.15%和64.56%，但都沒有對(duì)照藥劑螺螨酯(83.74%)殺卵效果好。13號(hào)化合物濱蒿內(nèi)酯對(duì)朱砂葉螨的雌成螨活性優(yōu)于商品藥劑螺螨酯，而殺卵活性卻低于螺螨酯，其殺

5、螨機(jī)理還有待進(jìn)一步研究證明。
　　3.通過定量構(gòu)效分析構(gòu)建了香豆素類化合物殺螨定量構(gòu)效關(guān)系的相關(guān)模型對(duì)25個(gè)目標(biāo)香豆素化合物的全優(yōu)化最低能量構(gòu)象進(jìn)行頻率分析，全部25個(gè)目標(biāo)化合物均沒有虛頻出現(xiàn)，表明得到數(shù)據(jù)結(jié)果合理可靠的，也說明得到構(gòu)型趨于穩(wěn)定。用Chem3D中的Calculations-Compute Properties、Calculations-Gaussian Interface和 HyperChem等模塊計(jì)算了優(yōu)化后的香

6、豆素化合物的共計(jì)34種物化參數(shù)，共包括電性、疏水、幾何、立體、拓?fù)?大類。隨后通過Pearson相關(guān)分析，篩選了17個(gè)參數(shù)作為描述子參與多元回歸分析，再對(duì)初步得到的QSAR模型進(jìn)行殘差分析，異常機(jī)理化合物剔除，再次構(gòu)建了一個(gè)以扭轉(zhuǎn)力、總能量、取向力和分子半徑為自變量的可靠模型：Y=4371X1+783X2-5X3-726X4-3770，此模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)R達(dá)到0.987，復(fù)判定系數(shù)R2則達(dá)到0.973，說明此模型能夠解釋97.3%的目標(biāo)

7、化合物，說明該模型對(duì)絕大多目標(biāo)化合物有解釋能力，檢驗(yàn)值F也有較高的155.176，遠(yuǎn)高于F(0.005,4,17)=5.50和F(0.001,4,17)=7.68。
　　4.通過3D-QSAR分析構(gòu)建了香豆素化合物殺螨活性構(gòu)效關(guān)系的CoMFA和CoMSIA模型本研究得到的CoMFA模型，其交互驗(yàn)證系數(shù)q2達(dá)到0.708，非交互驗(yàn)證相關(guān)系數(shù)r2達(dá)到0.98，最佳主成分?jǐn)?shù)n為6的，立體場(chǎng)的貢獻(xiàn)63.5%，靜電場(chǎng)貢獻(xiàn)36.5%。驗(yàn)證表明

8、，訓(xùn)練集和測(cè)試集化合物分子的試驗(yàn)值和預(yù)測(cè)值能很好的擬合，擬合曲線斜率為0.9989，說明本模型具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且穩(wěn)定性較強(qiáng)、預(yù)測(cè)能力較好。本研究還得到了一個(gè)交互驗(yàn)證系數(shù)q2為0.723，非交互驗(yàn)證相關(guān)系數(shù)r2為0.96，最佳主成分?jǐn)?shù)n為5的CoMSIA模型，在此模型中立體場(chǎng)貢獻(xiàn)20.5%，靜電場(chǎng)貢獻(xiàn)37.3%，疏水場(chǎng)貢獻(xiàn)29.6%，氫鍵受體場(chǎng)貢獻(xiàn)12.6%。驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，本訓(xùn)練集和測(cè)試集化合物分子的試驗(yàn)值和預(yù)測(cè)值同樣能很好的擬合，擬合

9、曲線斜率為0.9987，接近1.000，說明CoMSIA模型統(tǒng)計(jì)學(xué)意義較為顯著，且穩(wěn)定性較強(qiáng)、預(yù)測(cè)能力較好。
　　5. C3、C6和C7是香豆素化合物殺螨的重要活性位點(diǎn)在殺螨活性測(cè)定結(jié)果中，在香豆素C3位有取代的化合物活性高于其他化合物，在C6、C7有甲氧基取代的化合物也顯著高于其他化合物。在對(duì)CoMFA模型中，在香豆素骨架C3、C6和C7區(qū)域引入體積較大的官能團(tuán)能夠有效提高化合物殺螨活性，而如果在C4和C5位置引入體積較大的官能