摘要
质体醌(Plastoquinone, PQ)是光合系统Ⅱ(PhotosystemⅡ,PSⅡ)中承担电子传递的重要载体，是维持正常光合作用的关键物质。PSⅡ抑制剂通过与质体醌(QB)在D1蛋白上竞争性结合，从而阻断电子传递，最终导致植物死亡。虽然PSⅡ抑制剂数量较多，但主要集中在三嗪、脲类等传统老品种，缺乏骨架新颖的PSⅡ抑制剂。为此，本课题采用虚拟筛选策略从天然产物库中获取具有醌式结构的先导化合物2-羟基-1,4-萘醌(劳索酮)；进而以其为先导骨架，基于活性导向策略在2位羟基上引入芳基羧酸及二芳醚等疏水性单元，逐级衍生得到一系列具有芳基羧酸及二芳醚结构的天然萘醌类化合物；同时开展了系统的除草活性研究。本论文的主要工作如下： 1.结合虚拟筛选及除草活性评价发现劳索酮对马齿苋和稗草均具有较好的除草活性，可作为除草先导结构进行结构衍生优化。 2.以劳索酮为先导结构，通过逐级衍生化获得了53个含芳基羧酸及二芳醚结构的天然源萘醌类衍生物，并通过1HNMR、13CNMR和HRMS进行了结构表征。 3.结合除草活性、作物安全性及杀草谱测试发现化合物D5不仅具有较好的苗前及苗后除草活性，而且对作物显示出较好的安全性。 4.叶绿素荧光参数测定发现化合物D5对PSⅡ整个光化学过程的运行和光合效率具有明显的影响；分子对接及分子动力学模拟揭示了化合物D5通过与His215和His252形成氢键及与Phe274和Phe211形成疏水相互作用最终与PSⅡD1蛋白稳定结合。 综上，通过虚拟筛选发现劳索酮先导结构，基于活性导向策略获得一系列醌类化合物，发现化合物D5具有较好的除草活性和更高的作物安全性，叶绿素荧光测定及计算模拟发现化合物D5通过与D1蛋白强结合而影响了PSⅡ的生理过程。发现的萘醌类衍生物可以作为一类结构新颖的PSⅡ抑制剂。
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