嘧啶苯磺酰脲衍生物對小麥紋枯病菌體外抑菌活性的QSAR研究與分子設計

馮迪++趙培++趙志強++榮金闖++吳平++魯軍++馮長君

DOI：10.7612/j.issn.10002537.2017.02.009

摘要目的：建立嘧啶苯磺酰脲衍生物（PSU）對小麥紋枯病菌殺菌活性（Tc）和電性距離矢量（Ev）的定量構效關系（QSAR）模型，探討影響Tc的結構因素.方法：基于拓撲方法計算了15種嘧啶苯磺酰脲衍生物的電性距離矢量.通過最佳變量子集回歸建立這些化合物的Tc與Ev的多個QSAR模型.結果：其中最佳三元數(shù)學模型的判定系數(shù)（R2）及逐一剔除法的交叉驗證相關系數(shù)（R2cv）分別為0.851和0.738.經(jīng)統(tǒng)計指標診斷，所建模型具有良好的穩(wěn)健性及預測能力.結論：根據(jù)進入此模型的E62，E59和E27可知，影響嘧啶苯磺酰脲衍生物對小麥紋枯病菌殺菌活性的主要因素是分子的二維結構特征—NH—，S，—OH，—CHg（g=0，1） 和C等結構碎片.由結構修飾提出3種化合物的抑菌活性（T%）均超出96.5%，有待以后生物實驗予以證實.

關鍵詞嘧啶苯磺酰脲衍生物；小麥紋枯病菌；殺菌活性；電性距離矢量；定量構效關系；分子設計

中圖分類號S482.2+7； O6051文獻標識碼A文章編號10002537（2017）02005605

QSAR Study on the Antifungal Activity of PyrimidinPhenyl Sulfonylurea

Derivatives to Rhizoctonia Cerealis and Their Molecular Design

FENG Di， ZHAO Pei， ZHAO Zhiqiang， RONG Jinchuang， WU Ping， LU Jun， FENG Changjun*

（School of Chemistry and Chemical Engineering， Xuzhou Institute of Technology， Xuzhou 221111， China）

AbstractObjective： To study the quantitative structureactivity relationship （QSAR） between the antifungal activity （Tc） and the electronegativity distance vector （Ev） of 15 pyrimidinphenyl sulfonylurea derivatives （PSU）， and analyze the dominant influence structural factors of antioxidant activities. Method： The electronegativity distance vector （Ev） of PSU were calculated by the topological method. The QSAR models were established by using leapsandbounds regression analysis for the antifungal activity （Tc） of above compounds in vitro against Rhizoctonia cerealis along with the Ev. Results： The traditional correlation coefficient （R2） and the crossvalidation correlation coefficient （R2cv） of leaveoneout （LOO） are 0.851 and 0.738， respectively. The QSAR model has both favorable estimation stability and good prediction capability by statistical index tests. Conclusion： From E62， E59， E27 in the model， it shows that the main factor to affect the antifungal activity of pyrimidinphenyl sulfonylurea derivatives is a twodimensional structural characteristics of the molecular —NH—，

S， —OH，—CHg（g=0，1） and C

structure fragments. According to the results obtained from the structural modifications， the inhibition activity （T%） of three modified molecules is over 96.5%， and it is expected to be confirmed by using biologic experiments.

Key wordspyrimidinphenyl sulfonylurea derivative； Rhizoctonia cerealis； antifungal activity； electronegativity distance vector； quantitative structureactivity relationship； molecular design

磺酰脲（SU）是目前使用最廣泛的除草劑之一[12]，具有超高效、低毒和對環(huán)境友好等優(yōu)點.其作用靶標為乙酰乳酸合成酶（ALS），它是支鏈氨基酸生物合成過程中的關鍵催化酶，廣泛存在于植物、微生物、藻類等生物中.近來發(fā)現(xiàn)在真菌和細菌中也有ALS，據(jù)此表明 SU應具有潛在的抑菌活性.嘧啶類衍生物因具有多種生物活性而備受關注，如殺菌活性、抗腫瘤及抗艾滋病等生物活性[3].陳偉等[4]根據(jù)生物電子等排原理，將嘧啶環(huán)和磺酰脲類等化合物結合制備了15種新型嘧啶苯磺酰脲衍生物（pyrimidinphenyl sulfonylurea derivative，PSU），并采用離體平皿法測試了這些化合物對小麥紋枯病菌（Rhizoctonia cerealis）的體外抑菌活性 （即抑菌率，T/%）.

本文基于上述化合物對小麥紋枯病菌的體外抑菌率[4]，采用物質(zhì)定量構效關系（Quantitative StructureActivity Relationships，QSAR）方法[511]研究抑菌率與劉樹深等[1214]電性距離矢量（electronegativity distance vector， Ev）的最佳數(shù)學模型.據(jù)此模型準確估算與預測這些化合物對小麥紋枯病菌的體外抑菌率，探討影響該類化合物抑菌活性的主要結構基團及其抑菌機理，并設計抑菌活性更優(yōu)的化合物.

4結論

基于分子電性距離矢量對15種嘧啶苯磺酰脲衍生物的抽象分子結構實現(xiàn)數(shù)值化表征；采用最佳子集變量回歸方法構建了它們對小麥紋枯病菌體外抑菌率（Tc）的最佳三元QSAR模型.通過統(tǒng)計指標驗證，該模型呈現(xiàn)良好的魯棒性與預測能力；根據(jù)進入該模型的變量組合可知，影響它們體外抑菌活性的主要分子結構單元為—NH—，S， —OH，—CHg和C.經(jīng)結構修飾，提出了3個對小麥紋枯病菌具有更強預測抑制活性的化合物.

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（編輯WJ）