摘要：乙酰乳酸合成酶(Acetohydroxyacid synthase,AHAS)是植物和微生物体内3种支链氨基酸生物合成过程中影响第1阶段的关键性酶,已被广泛证实为除草剂的靶标.ZJ0777是一种新型的除草剂,具有与传统商业除草剂相当的除草活性,且具有低毒、低残留、高选择性等优点.使用分子对接方法研究了AHAS-ZJ0777复合物体系的作用模式,并与AHAS-CIE复合物晶体结构的作用模式作比较,发现二者的作用模式相似,对结合起关键作用的氨基酸均为Arg377,Trp574和***-CIE体系小分子蛋白质之间主要通过氢键相互作用,AHAS-ZJ0777体系中小分子蛋白质之间主要通过π-π堆积相互作用.对分子对接得到的复合物AHAS-ZJ0777及AHAS-CIE使用Amber程序进行1 135ps的MD模拟实验,随后使用MM-GBSA方法计算了抑制剂与蛋白质的结合能.结果表明,真空中的范德华力、静电作用和非极性溶剂化作用有利于抑制剂与AHAS的结合.本研究从理论上解释了新型ZJ0777分子的高效生物活性,为进一步设计和开发嘧啶苄胺类抑制剂提供了一定的理论指导.

摘要：乙酰乳酸合成酶(AHAS)是支链氨基酸生物合成途径中的一个关键酶,是绿色除草剂的重要作用靶标。由于此生物合成过程只存在于植物和微生物体内,因此该类抑制剂对哺乳动物具有生物安全性。近年来,随着AHAS三维结构的阐明,人们不仅深入了解了已有抑制剂的作用机制,并且依此设计开发了一些新型的抑制剂,拓展了其在抑菌活性方面的生物学功能。文章对近年来AHAS及其抑制剂的最新研究进展进行了综述,重点就AHAS的酶学特征、结构特征及结合方式,以AHAS为靶标的新颖除草活性化合物的设计开发以及AHAS抑制剂的抗菌生物活性研究进展等问题详细进行了总结,以期为设计开发靶向AHAS的新型除草剂或抗菌药物提供参考。

摘要：【目的】乙酰乳酸合成酶(ALS)是异丁醇生物合成中的关键酶,实现ALS的高效表达对调控异丁醇代谢途径有重要意义。【方法】根据GenBank中ALS的基因序列(alsS)设计引物,以枯草芽孢杆菌168基因组DNA为模板通过PCR扩增技术得到目标酶基因,目的片段全长为1 713 bp。将alsS连接到pET-30a(+)上,得到重组质粒pET-30a(+)-alsS,并在Escherichia coli BL2l(DE3)中实现表达。【结果】对表达条件进行了优化,获得最佳表达条件为:诱导温度30°C,诱导起始菌体OD600为0.6 0.8,诱导剂IPTG浓度为1 mmol/L,诱导时间为6 h。表达的乙酰乳酸合成酶大部分以可溶性形式存在于菌体内,优化后酶活可达到24.4 U/mL,比优化前提高了7.13倍。经HisTrapTMFF亲和层析后获得电泳纯的ALS,比活为95.2 U/mg。【结论】ALS的有效表达为在大肠杆菌体内构建异丁醇代谢途径打下了基础。

摘要：为研究反枝苋对乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂的抗性机制,本研究根据反枝苋的ALS氨基酸序列,利用同源模建的方法构建了其三维结构,并采用分子对接和分子动力学模拟的方法预测了反枝苋ALS与烟嘧磺隆分子的结合模式。根据结合模式对已报道的Pro 197和Trp 574等位点突变产生抗性的原因进行了分析。结果发现:Pro 197和Trp 574等位点的残基与烟嘧磺隆分子之间存在重要的疏水作用和π-π作用等其他相互作用,或该位点的残基具有特殊结构影响着通道形状。分析表明,ALS与烟嘧磺隆之间的氢键、疏水作用等非共价相互作用以及通道形状的改变都有可能影响二者结合稳定性,从而使杂草产生抗性。基于此结论,本研究预测Val 196、Met 200、Phe 206和Lys 256突变同样可能使杂草对ALS抑制剂敏感度发生变化。本研究利用计算机模拟技术分析了ALS抗性机制,为反抗性除草剂的分子设计提供了指导。

摘要：综述了酵母乙酰乳酸合成酶(ScALS)与磺酰脲类除草剂氯嘧磺隆(chlorimuron-ethyl,CE)形成的复合物在0.28nm分辨率下的晶体结构及拟南芥乙酰乳酸合成酶(AtALS)与磺酰脲类和咪唑啉酮类除草剂复合物的三维结构。除草剂的分子结构与酶、底物并不相似,但它们与酶形成的复合物可阻断底物进入酶活性位点通路而起抑制作用。连接磺酰脲的10个氨基酸残基同样连接咪唑喹啉酸,另有6个残基只与磺酰脲而不与咪唑喹啉酸相连,有2个残基只与咪唑喹啉酸而不与磺酰脲相连,即两种抑制剂占据了特别的重叠位点,但以不同方式连接。抗性杂草的产生是因为突变株ALS的残基位点变异,从而引起除草剂与ALS结合方式的变化。这些研究对进一步理解除草剂与靶分子的作用方式及除草剂的分子药物设计具有重要的指导作用。

摘要：为了进一步了解2,3-丁二醇合成路径中关键酶的表达量与产量之间的关系,本研究根据Gen Bank中乙酰乳酸合成酶基因(bud B)的基因序列设计引物,以产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)HD79基因组DNA为模板,通过PCR扩增技术得到目标酶基因,目的片段全长1680 bp。以表达载体p RSFDuet-1为骨架,利用基因工程手段构建整合表达载体p R1SW-bud B。电转化法将其转化至菌株HD79感受态细胞中,通过高浓度Kan筛选和PCR双重鉴定验证后测定ALS酶活力。结果表明,乙酰乳酸合成酶基因整合表达载体构建成功,酶活可达1.0627 U/mg,比原始菌株提高了4.35倍。在一定程度上为实现2,3-丁二醇的工业化生产奠定基础。

摘要：为明确山东省冬小麦田猪殃殃Galium aparine对常规除草剂氯氟吡氧乙酸、苯磺隆及双氟磺草胺的抗性水平和抗性种群的乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase,ALS)靶标抗性机理,在温室内采用整株生物测定法测定21个猪殃殃种群对氯氟吡氧乙酸、苯磺隆和双氟磺草胺的抗性水平,同时根据猪殃殃ALS基因序列设计引物,提取猪殃殃高抗种群单株基因组DNA进行测序,并与拟南芥Arabidopsis thaliana敏感型ALS基因进行比对,查找突变位点分析其抗性机理。结果表明,21个猪殃殃种群对氯氟吡氧乙酸均敏感,尚未产生抗性;90.48%的猪殃殃种群已对苯磺隆产生了抗性,其中低抗、中抗和高抗种群分别占总种群数的23.81%、23.81%和42.86%,相对抗性指数最高为1134.82;71.43%的猪殃殃种群已对双氟磺草胺产生了抗性,其中低抗、中抗和高抗种群分别占总种群数的19.05%、9.52%和38.10%,相对抗性指数最高为87.05。高抗苯磺隆种群XZ-1和LW均发生了ALS基因第197位氨基酸功能位点的突变,其中XZ-1种群发生了CCC(脯氨酸)到TCC(丝氨酸)的突变,而LW种群发生了CCC(脯氨酸)到ACC(苏氨酸)的突变;高抗双氟磺草胺种群XZ-1也发生了CCC(脯氨酸)到TCC(丝氨酸)的突变,表明第197位氨基酸可能是猪殃殃对苯磺隆和双氟磺草胺发生抗性的主要突变位点。

摘要：以乙酰乳酸合成酶为靶标合理设计开发新型超高效除草剂是当前除草剂化学研究中的重要领域.结合本课题组的研究工作,从ALS抑制剂的结构特征、分子力学与量子化学研究、定量构效关系(QSAR)与三维定量构效关系(3D-QSAR)研究、非线性QSAR研究以及新型除草剂的分子设计等几个方面对该领域的研究现状进行了总结报道,并对该领域的发展前景及存在的问题进行了展望.

摘要：将二甲氧基甲基引入到嘧啶环的4位,设计并合成了15个结构新颖的磺酰脲类衍生物.初步生物活性测试结果表明,目标化合物具有较好的除草活性.在75 g/ha的剂量下,化合物6a和6g对油菜的芽前除草活性为100%,与对照药单嘧磺隆和氯磺隆相当;在50 mg/L的浓度下,化合物6i和6o对3种病菌的离体抑制率都超过80%,与对照药百菌清和多菌灵接近.

摘要：乙酰乳酸合成酶(ALS)或乙酰羟酸合成酶(AHAS)存在于植物的生长过程中,很多此类酶的抑制剂实际上作为除草剂被广泛用于农业生产中.生物活性测试结果表明,2-嘧啶氧基-N-芳基苄胺类化合物对ALS具有一定的抑制活性.在此基础上,我们用两种三维定量构效关系(3D-QSAR)研究方法:比较分子立场分析(CoMFA)和比较分子相似性指数分析(CoMSIA),对该类化合物进行了3D-QSAR研究,并建立了相关的预测模型.其中,CoMFA模型的交叉验证相关系数(rcv2)为0.801,非交叉验证相关系数(r2)为0.947,标准偏差(s)为0.136,F值为***模型的rcv2为0.744,r2为0.883,s为0.202,F值为56.472.计算结果表明,2-嘧啶氧基-N-芳基苄胺类化合物与ALS抑制活性有一定的相关性.获得的CoMFA和CoMSIA模型,将应用于指导该类化合物的设计.