近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院在手性酰胺類殺菌劑立體選擇性行為機(jī)制解析方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在環(huán)境領(lǐng)域國際學(xué)術(shù)期刊《有害物質(zhì)雜志（Journal of Hazardous Materials）》（JCR 1區(qū)，Top 5%，IF2021=”14.224）上，對(duì)手性農(nóng)藥的高效利用和污染修復(fù)具有重要指導(dǎo)意義。
手性是自然界的一種基本屬性。早在2005年，《科學(xué)（Science）》公布的125個(gè)最具挑戰(zhàn)性的科學(xué)問題中就提出“為什么生命需要手性？”手性化合物各異構(gòu)體進(jìn)入環(huán)境介質(zhì)后在遷移、轉(zhuǎn)化、吸收、降解和生物效應(yīng)等方面的差異已成為研究熱點(diǎn)。而手性化合物各對(duì)映體與生物大分子的作用方式差異則成為解析手性化合物立體選擇性行為機(jī)制的重要途徑。
該團(tuán)隊(duì)以全球廣泛使用的酰胺類殺菌劑氟唑菌苯胺為研究對(duì)象，建立了氟唑菌苯胺各對(duì)映體的分離分析方法，獲得了光學(xué)純手性單體R-氟唑菌苯胺和S-氟唑菌苯胺。在此基礎(chǔ)上，研究了R-氟唑菌苯胺和S-氟唑菌苯胺在土壤等環(huán)境介質(zhì)中的穩(wěn)定性差異，對(duì)防治靶標(biāo)的生物活性差異以及對(duì)非靶標(biāo)生物蚯蚓的生態(tài)毒性差異。研究結(jié)果表明R-氟唑菌苯胺和S-氟唑菌苯胺在土壤等介質(zhì)中的穩(wěn)定性沒有顯著的立體選擇性差異。然而，S-氟唑菌苯胺對(duì)立枯絲核菌、鐮刀菌等防治靶標(biāo)具有更高的生物活性。此外，R-氟唑菌苯胺和S-氟唑菌苯胺對(duì)非靶標(biāo)生物蚯蚓均具有較低的急性致死作用。在亞慢性毒方面，S-氟唑菌苯胺的生物蓄積效應(yīng)和毒性效應(yīng)均大于R-氟唑菌苯胺。此外，該團(tuán)隊(duì)采用人工智能Alphafold2建模技術(shù)和分子對(duì)接技術(shù)解析了R-氟唑菌苯胺和S-氟唑菌苯胺與潛在作用靶標(biāo)在氫鍵、疏水鍵等結(jié)合方式上的差異，篩選出導(dǎo)致立體選擇性產(chǎn)生的關(guān)鍵氨基酸殘基，為闡明手性化合物立體選擇性行為機(jī)制提供重要理論依據(jù)。
