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乙酰羟酸合成酶(Acetohydroxyacid synthase,AHAS)是催化植物和微生物体内支链氨基酸生物合成过程的第一个关键酶,通过抑制该酶的活性可以阻断支链氨基酸生物合成,从而达到除草目的并且对人畜无害,因而AHAS成为设计新颖绿色除草剂的理想作用靶点。
本课题组前期基于AHAS的晶体结构,通过计算机辅助设计和虚拟筛选发现了一些新结构特征的AHAS抑制剂,为新的分子设计提供了基础。本论文在此基础上进一步设计合成了七个系列共计66个吲哚满二酮类化合物(其中新化合物24个),其结构经过1H NMR、IR、MS和元素分析确认,部分代表性化合物单晶结构通过X-射线单晶衍射分析得到确证。生物测定结果表明,吲哚满二酮类化合物在体外和体内对AHAS都表现出一定的抑制活性,是一类未见文献报道的结构新型的AHAS抑制剂,相关结果有望为进一步设计发现更高活性的化合物提供参考。
为了更进一步的研究结构活性关系,利用CoMFA方法选取了部分代表性吲哚满二酮类化合物,对其进行结构优化,得到最低能量构象,研究了三维定量构效关系(3D-QSAR)。分析结果发现,化合物上电荷分布以及各取代基空间效应的差异都会对活性产生影响,这将为今后的分子设计和结构优化工作提供理论上的指导和帮助。