数据库的发展极大地促进了科学研究,整合特定研究领域多种数据库的信息,获得全面的信息,便于在研究中做出科学的决策。在过去的40年里,人们建立了几十个与农药相关的开放访问数据库,这些数据库收集了农药的活性、毒性、作用机制和环境风险等信息。但,这些数据分散在不同的农药数据库中,而且数据内容重叠且格式不一,不利于创新农药的研究。系统地分析现有开放访问农药数据库中的内容,提取有用信息,并将其整合,有助于在农药研发的过程中做出正确的决策。本研究收集和梳理了现有的开放访问农药数据库中的具体内容,并根据现代农药研究需要的具体信息,将多个农药数据库中的内容整合到一站式的农药信息资源网站Pesticide Information Center(PIC,weilab.hzau.edu.cn)中,为用户提供全面、非冗余的农药信息资源。基于小分子结构的相似性,PIC可用于预测新农药分子的可能的靶点。并且,基于PIC中的农药分子与G-四链体配体分子的相似性,本研究发现了具有抗肿瘤活性的、靶向G-四链体的农药小分子类似物。本论文的主要研究如下:1.梳理和整理了25个农药相关的开放访问数据库中的内容,并将这些数据归属到与农药创制相关的多个方面:1)农药的化学结构与活性之间的关系;2)农药的抗性评估和机制分析;3)农药对非靶标生物的毒性和毒性作用模式;4)农药的残留和降解;5)农药-靶标互作以及农药靶点的结构;6)与农药的生物合成、代谢、毒性和降解相关的生物通路;7)农药的组成参数与农药研发相关的预测模型。2.构建了一个一站式的农药信息资源网站PIC,将分散在不同数据库中的农药信息,按照农药的基本信息、农药产品信息、农药的环境归宿、靶点、通路、毒性数据和抗性数据等7个部分进行汇总。PIC在农药宏观活性性质与微观作用机制之间建立了一个桥梁。PIC可用于:1)提供全面的、非冗余的农药信息;2)预测新农药分子可能的靶点;3)为农药的老药新用提供参考。3.基于部分农药分子具有G-四链体配体的特征,我们猜想这些小分子也有望稳定与肿瘤相关的G-四链体结构,从而具有抗肿瘤活性。基于G-四链体结构以及PIC提供的信息,本研究采用计算筛选的方法,在农药分子类似物库中,挑选出有望与G-四链体相互作用的农药分子类似物。其中:1)挑选出来的具有抗植物真菌活性的小檗碱,它可通过靶向人端粒G-四链体而发挥抗肿瘤作用;2)发现两个稳定端粒G-四链体的农药类似物VB07和VC02。在50μM时,VB07稳定G-四链体的ΔT_m值为16.6℃;其在5μM抑制51.2%的三阴性乳腺癌细胞MDA231-LM2的增殖。在50μM时,VC02稳定G-四链体的ΔT_m值为7.5℃;其在5μM抑制68.0%的三阴性乳腺癌细胞MDA231-LM2的增殖。本论文对农药数据库内容的梳理,PIC提供的全面信息,将加速创新农药分子设计和发现。本研究发现的化合物VB07和VC02,有望成为治疗三阴性乳腺癌的先导化合物。