植物护盾——昆明植物所郝小江研究组在牛筋果中发现新奇骨架杀虫先导化合物

植物在长期进化过程中与捕植者、食植者之间形成复杂而稳定的联系，探索这些联系的化学机制，就有可能发现和研制出靶点更加精准、高效、无毒副作用的先导化合物和新型绿色农药。

中国科学院昆明植物研究所植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室郝小江研究员带领的研究团队，10余年来，一直从事具有化学防御功能的植物天然产物的发现及其作用机制研究，例如：从植物马蓝中发现了三类靶向病毒或寄主细胞的植物病毒拮抗剂，并发现了植物系统获得抗性诱导剂AHO (Proc. Nat. Aca. Sci. U.S.A., 2007, 104, 8083−8088; J. Integ. Plant Bio., 2007, 49, 1327−1333; Plant Biot. J., 2008, 6, 301−308.)；从苦木属植物中发现既能抑制TMV的复制、又能促进植物抵御TMV侵染的苦木素等抗病毒剂 (J. Agr. Food Chem., 2010, 58, 1572−1577; 2009, 57, 6590−6595.)。

近期，该课题组在继续寻找新结构化学防御功能成分的研究中，从苦木科牛筋果属植物牛筋果 (Harrisonia perforate) 中发现了具有新骨架类型的 C25 型苦木素Perforalactone A (1)，其氧杂金刚烷结构单元为首次在植物源天然产物中发现。针对该化合物的起源，研究提出了酶促攫氢，及自由基串联加成反应的生物合成机制。首次发现的天然20S构型苦木素化合物 1 和 2 ，为苦木素的阿朴大戟醇起源假说提供了直接证据，拓展了研究人员对苦木素起源的认识。这两个化合物对苜蓿蚜 (Aphis medicaginis Koch) 显示出优异的杀虫活性 (IC50 = 1.26 nM)，并且未显示细胞毒性。机制研究显示，二者均为烟碱受体 (nAChR) 拮抗剂，并且活性与一线农药吡虫啉 (imidacloprid) 相当。新结构苦木素与吡虫啉的化学结构差异显著，且为非含氮化合物，这一结构特征提示该类化合物可作为开发高效低毒绿色农药的先导化合物。相关论文近日在线发表在国际化学顶级期刊之一的Angewandte Chemie International Edition 上 (原文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201412126/abstract)。

郝小江课题组方欣博士和邸迎彤副研究员为该论文的共同第一作者，上述研究工作得到云南省科技领军人才项目、国家自然科学基金项目(No. 21432010)、云南省基金 (No. 2014FA050)、以及西部之光等项目的资助。

图一、基于化学防御思想的绿色环保农药先导化合物的发现

图二、Perforalactone A可能的生源合成途径