五种琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂与灰葡萄孢琥珀酸脱氢酶的结合模式及抗性机制分析

陶丽红; 李佳俊; 夏美荣; 李康; 范黎明; 苏发武; 吴文伟; 王凯博; 叶敏; 《农药学学报 》 2021 北大核心 CSCD

摘要：为探究琥珀酸脱氢酶抑制剂（SDHI）类杀菌剂与灰葡萄孢Botrytis cinerea琥珀酸脱氢酶（SDH）（以下简称Bc SDH）的结合方式,阐明Bc SDH对SDHI类杀菌剂产生抗性的结构生物学机制,通过同源建模构建了Bc SDH的三维模型,通过分子对接预测了5种SDHI （异丙噻菌胺、氟吡菌酰胺、氟唑菌酰胺、吡噻菌胺和啶酰菌胺）与野生型和突变型Bc SDH的亲和力及结合模式之间的变化,分析其抗药性机制,对相关突变位点进行保守性预测,并分析突变类型。结果表明:5种SDHI与Bc SDH具有较强的亲和力,其中酸部分插入Bc SDH活性腔底,胺部分在活性腔口,能够形成牢固的疏水作用、氢键、卤键、π-π堆积作用和π-阳离子等相互作用。B-P225F氨基酸残基突变（以下简称突变）会造成活性腔口变窄,使得SDHI酸部分不能进入活性腔;B-P225L突变会造成异丙噻菌胺、氟吡菌酰胺和吡噻菌胺与靶标蛋白的结合模式发生变化,亲和力降低;B-H272R突变后,活性腔底变窄,与SDHI的亲和力下降。另外,保守性分析结果表明,B-P225和B-H272均位于Bc SDH的保守区域,B-P225F、B-H272R和BH272L突变可能为随机突变。因此推测Bc SDH的B-P225F和B-H272R突变可能是引起灰葡萄孢对5种杀菌剂产生抗性的主要原因,也可能是引起SDHI类杀菌剂之间交互抗性的主要原因之一;B-P225L突变可能降低灰葡萄孢对部分杀菌剂的敏感性,而不是引起Bc SDH对SDHI类杀菌剂产生交互抗性的主要原因。在实际生产中,应采取合理有效的抗性监测治理策略来延缓灰葡萄孢对SDHI类杀菌剂抗性的产生,在SDHI分子设计时也应考虑该位点氨基酸残基突变,避免产生交互抗性。

关键词： 灰葡萄孢 琥珀酸脱氢酶 杀菌剂 同源建模 分子对接 结合模式 抗性机制