麦角甾醇生物合成抑制剂的作用原理及其抗药性研究

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1、周明国麦角甾醇生物合成抑制荆的作用原理及其抗药性研究11麦角甾醇生物合成抑制剂的作用原理及其抗药性研究．，周明国(南京农业大学农药科学系．南京210095)1研究甾类化学及其生物合成抑制剂的科学、技术意义研究甾类化学及其生物合成抑制剂具有极其重要的理论意义和实践意义．自在哺乳动物中发现胆甾(固)醇以后，世界上至少已有15位研究该领域的科学家获得了诺贝尔奖。20世纪50年代末、60年代初先后开发出几种降血胆甾(固)醇药物及其治疗皮肤真菌疾病的药物。70年代又发现农用杀菌剂嘧菌醇和丁赛特具有抑制真苗麦角甾醇生物合成的毒理机制。从此，研究和开发甾醇生物合成抑制剂(

2、SBI)引起了农药界、医药界、植物病理学和生物化学学科的高度重视。因为，甾醇不仅是几乎所有生物的重要生命物质，而且不同类型生物的甾醇结构和组份也各有所区别。不同生物体甾醇生物合成途径的差异，为开发选择性SBI提供了可能性．目前已知SBI不仅包含了不同化学结构类型的衍生物，如吡啶类、嘧啶类、咪唑类，三唑类、哌唪类，哌啶类，吗啉类、多烯大环内酯类和烯丙胺类等化合物，而且SBI在甾醇生物合成途径中具有不同的作用位点。所以，研究和开发SBI不仅对于农用杀菌剂有重要意义，而且对医药和植物生长调节剂也具有极为重要的意义．同时，还是研究真菌甾类化学和植物病原真菌生物学的重

3、要工具。因此，SBI成为80年代以来农药工业界和植物病理学界最热门、最活跃的研究领域之一。尤其是三唑类化台物不仅具有内吸治疗、药效极高、残效特长、防病谱广，而且抗药性风险相对较低等优良特性，吸引了众多农药公司进行研究和开发。至目前已有30多种唑类化合物用作防治多种植物病害的杀菌剂和植物生长调节剂。2真菌甾类化学及其生物合成抑制剂(SBI)的研究进展2．1真菌甾醇2．1．1甾醇结构的多样性与特异性甾醇(Ster01)又称固醇。不同甾醇的名称是根据甾醇分子框架上碳原子序号、双键位置和C-24位上取代基变化的三种系列(胆甾烷醇、麦角甾烷醇、豆甾烷醇系列)命名的(图

4、1)。许多甾醇还具有俗名．自发现胆甾醇(胆甾一5一烯醇)是哺乳动物体内的主要甾醇以后，1889年Tanret从燕麦麦角中分离到一种与胆甾醇极为相似的甾醇，称之为麦角甾醇(麦角甾一5，7，22一三烯醇)。目前已知麦角甾醇是大多数子囊菌、担子菌和半知菌中最主要的甾醇。菜油甾醇、谷甾醇和豆甾醇则是植物体中的主要甾醇．人们也发现几种高等真菌中不存在麦角甾醇。如几种白粉苗中主要甾醇是麦角甾一5，24(28)-二烯醇。在蚕豆、亚麻、小麦、松树上分离的锈菌夏孢子中则发现豆甾一7一烯醇、豆甾一5，7一=烯醇、豆甾一7，24(28)‘二烯醇等植物中常见的甾醇．在小麦杆锈菌中还

5、发现了过去曾认中国植物病害化学防治研究(第三卷)编号系统N,．tmbenngsystem胆甾烷醇系列CholestanolseriesR口-面a-face麦角甾烷醇系列Ergostanolseries豆甾烷醇系列Stignmstano[series围1甾醇的结构特征殛其命名法F垭1Structurslfeatur∞andnomenclature01'nerols为动物独有的胆甾醇。除在鲁氏毛莓(Mucorrouxii)中发现麦角甾醇是主要甾醇外，其它藻菌中主要是真菌甾醇(麦角甾一7-烯醇)．在永节霉目(Leptomitates)和水霉目(Saprolegni

6、ales)中的一些种中也发现吉有胆甾醇、24一脱氢胆甾醇、麦角甾一5，24(28)-二烯醇、豆甾一5，24(28)一二烯醇等。一般在壶菌、亚壶菌和卵菌等低等真菌中不存在麦角甾醇。除部分卵菌可以合成豆甾一5，24(28)-=烯醇(岩藻甾醇)外，重要的植物病原卵菌霜霉目真菌缺乏甾醇合成的重要酶系，只能合成甾醇前体鳖烯，而不能合成甾醇。但是，霜霉目真菌在营养生长阶殷并不绝对需要甾醇，只是在周明国麦角甾醇生物旨成抑制荆的作甩原理及其抗药性研究13形成卵孢子时才需要吸收外源甾醇。大多数真菌除了麦角甾醇或其它主要甾醇以外，常常还存在少量的其它甾醇。随着化学分析技术的改进

7、，如使用毛细管一GC、HPLC、MS或光谱等方法对生物体中的甾醇进行分析表明，不同的真菌中尤其是低等真菌中除了上述甾醇起支配作用以外，还至少存在20种含量较多和38种微量的其它甾醇，如果通过破坏(化学抑制或诱变)甾醇合成途径，甾醇的种类可能更多。除自粉菌和锈菌以外，在子囊菌、半知菌和担子菌中除起支配作用的麦角甾醇以外，其它甾醇组份基本都属于麦角甾烷醇系列。而且在不同的种之问差异不大。在原核生物细菌中，虽然发现Mycoplasma没有细胞壁的许多菌株需要甾醇作为生长的基本因子和Methylococcuscapsulatus能够合成甾醇，但是多数细菌合成一种五环

8、三萜化台物hopaniods，这种化合物在生物膜中存