Kan aminosyrer også udvikles som pesticid mod plantevirus?

Plantevirus skaber en lang række skader. Virussygdomspandemier og epidemier anslås at have en global økonomisk indvirkning på titusinder af milliarder af dollars. På nuværende tidspunkt er der ikke mange effektive og tilfredsstillende varianter af anti-plantevirusmidler i praktisk anvendelse, og især få terapeutiske midler.

I lyset af de skader, virus forårsager på landbrugsproduktionen, er det nødvendigt at udvikle miljøvenlige anti-plantevirusmedicin. Det er stadig vigtigere, og et voksende forskningsfokus, at finde lægemiddelkandidater fra naturlige produkter. Naturprodukter besidder mange af de egenskaber, der kan gøre dem til nyttige lægemiddelkandidater, herunder strukturel mangfoldighed, specificitet og nye virkemåder. Naturlige produkter har dog også nogle ulemper, såsom begrænset tilgængelighed af stoffer, høj strukturel kompleksitet og dårlig lægemiddellignhed. Derfor er skabelse af pesticider baseret på naturlige produkter blevet en vigtig retning for skabelse af grønne pesticider.

Tryptofan er en af ​​de essentielle aminosyrer og den biosyntetiske forløber for mange alkaloider. Prof. Qingmin Wang og Dr. Hongjian Song fra Nankai University har tidligere fundet ud af, at tryptofan, biosyntese-forstadiet til Peganum harmala-alkaloider, og dets derivater har anti-TMV-aktivitet både in vitro og in vivo. Yderligere udforskning af dette førte til identifikation af NK0238 som et yderst effektivt middel til forebyggelse og kontrol af sygdomme forårsaget af plantevirus, men de eksisterende ruter er uegnede til syntese i stor skala.

De optimerede en rute for to-trins syntese af denne virucid-kandidat. Den optimerede rute giver et solidt grundlag for dens store syntese og efterfølgende undersøgelser af effektivitet og toksicitet. Feltforsøgsresultater viste, at det havde god effekt på flere plantevirus. Den orale toksicitet hos rotter var mild, og den havde ingen effekt på sikkerheden for fugle, fisk eller bier. Undersøgelsen med titlen "Ruteudvikling, antivirale undersøgelser, feltevaluering og toksicitet af en antiviral plantebeskyttelsesmiddel NK0238" er offentliggjort i Journal of Grænser for landbrugsvidenskab og ingeniørvidenskab i 2022.

I denne undersøgelse blev en to-trins syntesevej for det antivirale plantebeskyttelsesmiddel, NK0238, udviklet. Ved denne vej kan NK0238 opnås i 94 % udbytte og næsten 97 % HPLC-renhed. Sammenlignet med de tidligere rapporterede ruter har denne rute fordelene ved høj atomøkonomi, højt udbytte og operationel enkelhed. Derudover kan den bruges til fremstilling af mere end 40 g NK0238 i en enkelt batch. Efter at have afsluttet procesoptimeringen blev der gennemført en dybdegående undersøgelse af antiviral aktivitet i drivhus- og markforsøg og toksicitetstest. NK0238 udviste et bredt antiviralt spektrum, i felteksperimenter var aktiviteterne af NK0238 mod TMV, pebervirus, panax notoginseng virus Y, gladiolusmosaikvirus, bananbundet topvirus lig med eller højere end amino-oligosacchariner og moroxidinhydrochlorid-kobberacetat. Resultaterne af økotoksikologiske test viste, at forbindelsen ikke var skadelig for fugle, fisk, bier og silkeorme, dens fremragende aktivitet og sikkerhed gør NK0238 til en lovende lægemiddelkandidat til videreudvikling.