一种真菌药敏性靶点及基于该靶点的药物分子设计和应用制造技术

本发明专利技术提供了一种真菌药敏性靶点及基于该靶点的药物分子设计和应用，涉及药物靶标材料技术领域。本发明专利技术以与氰烯菌酯结合的禾谷镰刀菌肌球蛋白‑5马达结构域关键氨基酸为靶点设计药物分子，证明针对禾谷镰刀菌肌球蛋白Myosin‑5马达结构域与氰烯菌酯互作的关键氨基酸是一个可靠的药物分子设计靶点，可用来进行新型的抗小麦赤霉病药物研发。本发明专利技术以禾谷镰刀菌肌球蛋白‑5马达结构域为靶点进行高通量药物筛选，证明该蛋白是一个可靠的靶点，可用来进行新型的抗真菌药物研发。

Drug sensitive target of fungi and drug molecular design and application based on the target

【技术实现步骤摘要】
一种真菌药敏性靶点及基于该靶点的药物分子设计和应用
本专利技术属于药物靶标材料
，具体涉及一种真菌药敏性靶点及基于该靶点的药物分子设计和应用。
技术介绍
禾谷镰刀菌和亚洲镰刀菌是引起小麦、玉米和大麦的叶部病害、根腐病和幼苗枯萎病的植物病原体，而水稻恶苗病菌是引起水稻恶苗病的镰刀菌属的植物病原体。这些病原体不仅造成大量的产量损失，而且感染了谷物会产生包括对人和动物有毒的霉菌毒素，如脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)。氰烯菌酯是一种新型氰基丙烯酸酯类杀菌剂，已知通过非竞争性抑制I型肌球蛋白的ATP酶活性发挥功能，从而阻止菌丝生长。研究发现氰烯菌酯只对与禾谷镰刀菌PH-1菌株Myosin-5具有97％以上氨基酸序列同源性的小麦赤霉病菌、水稻恶苗病菌、瓜类枯萎病菌(F.verticillioidies)和人类角膜炎病菌等几种镰刀菌具有较高的抑菌活性，而对同源性只有82.30％～89.66％的多种病原菌如灰霉病菌(Botrytiscinerea)、水稻稻瘟病菌(Magnaportheoryzae)和小麦白粉病菌(Blumeriagraminis)几乎没有抑制作用，将禾谷镰刀菌敏感菌株PH-1的Myosin-5与稻瘟病菌的Myosin-5进行同源置换后，禾谷镰刀菌突变体对氰烯菌酯表现抗性，说明Myosin-5序列的差异导致不同病原菌对氰烯菌酯药敏性差异。通过基因组重测序和遗传转化的方法发现禾谷镰刀菌Myosin-5(FGSG_01410)第135、151、204、434、577或581氨基酸位点可发生总频率为27.2％的突变，显著降低对氰烯菌酯的敏感性，表现为低水平抗药性；第418、424或577位氨基酸可发生总频率为5％的突变，对氰烯菌酯产生中等水平的抗药性；第216、217或420位氨基酸可发生67.8％的突变，对氰烯菌酯产生高水平抗药性；说明禾谷镰刀菌对氰烯菌酯较易产生抗药性，且高水平抗性的频率较高。另外水稻恶苗病菌Myosin-5第219位氨基酸突变也会对氰烯菌酯产生高水平抗药性。氰烯菌酯与靶标肌球蛋白-5的互作机制尚不明确，氰烯菌酯活性位点的鉴定对于高活性肌球蛋白小分子抑制剂的设计及高通量药物筛选具有重要的现实意义，并一直是实验室基础研究及企业应用研究的热点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种真菌药敏性靶点及其基于该靶点的药物分子设计和应用，氰烯菌酯敏感性关键氨基酸的鉴定，证实A/T135、V/M151、P/S204、K/R/E216、S/P/L217、K/M375、Y409、S/R418、F419、I/R424、E/K/G/D420、C423、I/M434、A/T/G577、R/H/G580和I/F581是氰烯菌酯药敏性的关键靶点，可用于抗真菌药物分子设计；同时所述靶点可靠，可用于高通量药物分子筛选，以上设计和筛选的药物分子对肌球蛋白-5具有亲和性。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种真菌药敏性靶点肌球蛋白-5，所述靶点肌球蛋白-5含有与化合物小分子肌球蛋白抑制剂结合的马达结构域，所述马达结构域的氨基酸序列如SEQIDNO.1所示。优选的，所述靶点肌球蛋白-5来源于禾谷镰刀菌(Fusariumgraminearum)。优选的，所述化合物小分子肌球蛋白抑制剂与所述马达结构域的结合域由第115位氨基酸至595位氨基酸组成。优选的，所述结合域包括：A/T135、V/M151、P/S204、K/R/E216、S/P/L217、K/M375、Y409、S/R418、F419、I/R424、E/K/G/D420、C423、I/M434、A/T/G577、R/H/G580和I/F581氨基酸位点，还包括肌球蛋白-5的马达结构域，或所述肌球蛋白-5马达结构域的大片段或功能域。优选的，所述化合物小分子肌球蛋白抑制剂与所述结合域中的任意一个或多个氨基酸位点结合，或与肌球蛋白-5整个马达结构域结合，或与肌球蛋白-5马达结构域的大片段结合，或与肌球蛋白-5的功能域结合。本专利技术还提供了所述靶点肌球蛋白-5在设计所述靶点肌球蛋白-5的抑制剂分子中的应用。本专利技术还提供了一种靶点肌球蛋白-5的抑制剂分子，所述抑制剂分子针对所述肌球蛋白-5的马达结构域内A/T135、V/M151、P/S204、K/R/E216、S/P/L217、V/I/K/M375、Y409、S/R418、F419、I/R424、E/K/G/D420、C423、I/M434、A/T/G577、R/H/G580和I/F581中的任意一个或多个氨基酸设计得到，或针对肌球蛋白-5整个马达结构域设计得到，或针对肌球蛋白-5整个马达结构域的大片段设计得到，或针对肌球蛋白-5功能域设计得到，且能够与所述肌球蛋白-5马达结构域内的所述氨基酸结合。本专利技术还提供了所述抑制剂分子在制备对病原真菌引起的植物或人畜病害具有防治作用的药物中的应用。本专利技术提供了所述靶点肌球蛋白-5在高通量筛选抗真菌药物中的应用。本专利技术提供了一种抗真菌药敏性靶点肌球蛋白-5，揭示氰烯菌酯与肌球蛋白-5的互作位点，证实禾谷镰刀菌Myosin-5蛋白的马达结构域是氰烯菌酯的作用靶点，本专利技术实施例中，证实A/T135、V/M151、P/S204、K/R/E216、S/P/L217、K/M375、Y409、S/R418、F419、I/R424、E/K/G/D420、C423、I/M434、A/T/G577、R/H/G580和I/F581等肌球蛋白形成的口袋结构的位点是氰烯菌酯药敏性的关键靶点，可作为肌球蛋白抑制剂分子设计的重要靶点。本专利技术建立了在分子水平上鉴定氰烯菌酯的活性位点，以氰烯菌酯作为先导化合物、以禾谷镰刀菌肌球蛋白-5马达结构域的氰烯菌酯结合活性位点进行新型的化学分子设计，以禾谷镰刀菌肌球蛋白Myosin-5马达结构域为靶点进行高通量药物筛选，均证明该蛋白是一个可靠的靶点，可用来进行新型的抗小麦赤霉病药物研发，为现有抗真菌药物研发提供一个新的思路和方向。附图说明图1为通过ADP-GloTMKinaseAssay(Promega)试剂盒法测定Myosin-5(1-736)酶活性图；其中A表示氰烯菌酯可以抑制肌球蛋白-5的ATP酶活性，B表示氰烯菌酯与肌球蛋白-5的结合力为0.36μM；图2为Myosin-5(1-736)和FgCaM与氰烯菌酯复合体晶体结构图；图3为氰烯菌酯抑制禾谷镰刀菌肌球蛋白-5与氰烯菌酯结合部位氨基酸突变体蛋白的ATP酶活性；图4为肌球蛋白-5与氰烯菌酯结合部位氨基酸突变的禾谷镰刀菌对氰烯菌酯敏感性测定图；A代表肌球蛋白-5与氰烯菌酯结合部位的氨基酸突变的禾谷镰刀菌在没有氰烯菌酯处理条件下的生长示意图，B代表肌球蛋白-5与氰烯菌酯结合部位的氨基酸突变的禾谷镰刀菌对氰烯菌酯敏感性测定；图5为以氰烯菌酯为先导化合物，以禾谷镰刀菌的氰烯菌酯结合部位为靶点，展示先导化合物氰烯菌酯结构及其与靶蛋白的结合方式。A代表靶蛋白肌球本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真菌药敏性靶点肌球蛋白-5，其特征在于，所述靶点肌球蛋白-5含有与化合物小分子肌球蛋白抑制剂结合的马达结构域，所述马达结构域的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。/n

【技术特征摘要】
1.一种真菌药敏性靶点肌球蛋白-5，其特征在于，所述靶点肌球蛋白-5含有与化合物小分子肌球蛋白抑制剂结合的马达结构域，所述马达结构域的氨基酸序列如SEQIDNO.1所示。


2.根据权利要求1所述靶点肌球蛋白-5，其特征在于，所述靶点肌球蛋白-5来源于禾谷镰刀菌(Fusariumgraminearum)。


3.根据权利要求1所述靶点肌球蛋白-5，其特征在于，所述化合物小分子肌球蛋白抑制剂与所述马达结构域的结合域由第115位氨基酸至595位氨基酸组成。


4.根据权利要求4所述靶点肌球蛋白-5，其特征在于，所述结合域包括：A/T135、V/M151、P/S204、K/R/E216、S/P/L217、K/M375、Y409、S/R418、F419、I/R424、E/K/G/D420、C423、I/M434、A/T/G577、R/H/G580和I/F581氨基酸位点，还包括肌球蛋白-5的马达结构域，或所述肌球蛋白-5马达结构域的大片段或功能域。


5.根据权利要求1或3或5所述靶点肌球蛋白-5，其特征在于，所述化合物小分子肌球蛋白抑制剂与所述结合域中的任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，周明国，周俞辛，龚元平，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32