这篇文档属于类型a，是一篇关于新型杀菌剂衍生物设计与合成的原创研究论文。以下是针对该研究的学术报告：

1. 研究团队与发表信息

本研究由Jian-Long Li, Jing-Fang Yang, Li-Ming Zhou（共同第一作者）等来自Central China Normal University（华中师范大学）和China Agricultural University（中国农业大学）的研究团队完成，通讯作者为Xiao-Lei Zhu。论文标题为《Design and Synthesis of Novel Oxathiapiprolin Derivatives as Oxysterol Binding Protein Inhibitors and Their Application in Phytopathogenic Oomycetes》，发表于Journal of Agricultural and Food Chemistry（J. Agric. Food Chem.）2023年第71卷，出版时间为2023年6月7日。

2. 学术背景

研究领域：本研究属于农业化学与分子设计交叉领域，聚焦于植物病原卵菌（Oomycetes）的防治。
研究动机：卵菌（如疫霉菌属*Phytophthora*）对全球粮食安全和生态系统构成严重威胁，而现有杀菌剂因抗药性频发亟需新型药物。Oxathiapiprolin（Oxa）是一种靶向氧固醇结合蛋白（Oxysterol Binding Protein, OSBP）的高效杀菌剂，但其结合机制尚不明确，且结构优化多局限于苯环片段，低剂量衍生物的研究尚未见报道。
研究目标：通过计算模拟解析Oxa与OSBP的结合机制，并基于此设计新型Oxa衍生物，开发高效、低环境毒性的卵菌抑制剂。

3. 研究流程与方法

（1）OSBP三维模型构建与验证

• 对象与工具：以*Phytophthora capsici*的OSBP（PcOSBP）为靶点，使用AlphaFold 2进行无模板建模，并通过分子对接（Ledock软件）和分子动力学（MD）模拟验证模型可靠性。
  
• 关键步骤：
  
  • 序列比对显示PcOSBP与已知模板（如酵母OSBP）同源性低于30%，故采用AlphaFold 2从头预测结构，模型与酵母晶体结构（PDB: 1ZHY）的RMSD仅0.54 Å，验证了方法的准确性。
    
  • 通过结合自由能计算（Poisson-Boltzmann表面面积法）和突变位点分析（如Leu693、Ser698等耐药相关位点）进一步确认模型合理性。
    

（2）Oxa结合机制解析

• 实验设计：对Oxa的R/S构型分别进行分子对接与MD模拟，分析结合模式与能量贡献。
  
• 结果：
  
  • R-Oxa结合自由能（-24.73 kcal/mol）低于S-Oxa（-24.59 kcal/mol），与实验活性（R-Oxa EC50=0.17 μg/L）一致。
    
  • 关键相互作用：羰基、吡唑和三氟甲基与Asn765、Lys703、Gln620形成氢键；疏水作用（如Leu793、Ile795）占主导。
    

（3）两轮结构优化

• 第一轮优化：用芳基稠合杂环（如吡唑并吡啶）替换Oxa的吡唑环，设计19个衍生物（1a–1r）。

  • 活性测试：通过体外菌丝生长抑制实验（96孔板浊度法）和温室盆栽实验评估对*P. capsici*、*P. cubensis*等的活性。
    
  • 发现：化合物1h（吡唑并[3,4-b]吡啶）对*P. capsici*抑制率达94.93%（0.01 mg/L），优于Oxa，但剂量依赖性显著。
    

• 第二轮优化：针对1h的3位取代基进行修饰，设计16个衍生物（2a–2p）。

  • 关键结果：3位乙基取代的2l在0.005 mg/L下对*P. capsici*抑制率达90.41%，田间试验（25 g/ha）对黄瓜霜霉病（CDM）防效达72.4%，与Oxa（78.3%）相当。
    

（4）环境毒性评估

• 测试对象：5% 2l油分散剂对鸟类（鹌鹑）、蜜蜂、水蚤、鱼类（斑马鱼）和藻类的急性毒性。
  
• 结果：2l对鸟类和蜜蜂的LD50 >500 mg/kg（低毒），对水蚤和鱼类为中等毒性（EC50=1.0–10 mg/L），具备环境友好性。
  

4. 主要研究结果

1. 模型构建：AlphaFold 2成功预测PcOSBP结构，为后续设计提供可靠靶点。
   
2. 机制解析：明确Oxa通过氢键和疏水作用结合PcOSBP，且R构型活性更高。
   
3. 衍生物设计：两轮优化发现2l为最优候选，其特点包括：
   
   • 高效性：0.208 mg/L即可抑制*P. cubensis*，与Oxa相当。
     
   • 低剂量：田间应用剂量仅25 g/ha。
     
   • 低毒性：对环境非靶标生物风险较低。
     

5. 研究结论与价值

• 科学价值：首次阐明Oxa与卵菌OSBP的结合机制，为基于结构的农药设计提供范例。
  
• 应用价值：化合物2l可作为新型OSBP抑制剂的先导化合物，解决卵菌抗药性问题。
  
• 方法论创新：结合AlphaFold 2、分子对接与自由能计算的多尺度策略，可推广至其他靶标系统。
  

6. 研究亮点

1. 技术整合：采用AI预测（AlphaFold 2）与传统模拟（MD）相结合，克服低同源性建模难题。
   
2. 结构创新：突破Oxa苯环修饰局限，首次引入稠合杂环并验证其活性优势。
   
3. 跨学科应用：研究成果直接服务于农业病害防控，兼具理论与实用意义。
   

7. 其他有价值内容

• 数据公开：晶体结构数据（CCDC 1943764）和手性HPLC图谱（支持信息）可供同行验证。
  
• 耐药性分析：通过突变位点映射（如Phe749、Asn767）预测潜在抗性风险，为后续优化提供方向。
  

（报告总字数：约1500字）