该文档属于类型a,是一篇关于苦木素类化合物抗摄食活性研究的原创性学术论文。以下是针对该研究的详细学术报告:
一、作者及发表信息
本研究由沈阳药科大学传统中药材料学院的Bensong Xin、Fuxin Hu、Qing Wang、Bin Lin、Xiaoxiao Huang*(通讯作者)和Shaojiang Song*(通讯作者)合作完成,发表于Journal of Agricultural and Food Chemistry,接收日期为2025年10月27日,DOI编号为10.1021/acs.jafc.5c07997。
二、学术背景
1. 研究领域:天然产物化学与农业害虫防治。
2. 研究动机:小菜蛾(*Plutella xylostella*)是全球十字花科蔬菜的主要害虫,对化学杀虫剂抗性日益增强,亟需开发高效、低抗性的植物源农药。
3. 背景知识:苦木素类(Quassinoids)是一类源自苦木科植物的三萜衍生物,具有杀虫、抗肿瘤和抗炎等多种生物活性。然而,传统分离方法效率低,且苦木素与常规三萜共洗脱问题突出。
4. 研究目标:通过整合分子网络(Molecular Networking)、MZmine数据处理和DeepMass注释技术,从中国苦木(*Picrasma chinensis*)中高效发现新型苦木素,并评估其抗摄食活性,为植物源农药开发提供化学基础。
三、研究流程
1. 样品制备与分离
- 植物材料:采集中国苦木枝叶,70%乙醇回流提取,经正丁醇分配后硅胶柱层析,得4个组分(Fr. A-D)。Fr. B通过HP-20和ODS柱进一步分离为Fr. B1-B3。
- 分子网络分析:使用MZmine 3.8.9处理质谱数据,上传至GNPS平台进行特征分子网络分析,结合DeepMass注释未知簇。结果显示,红色簇为苦木素类,主要富集于Fr. B2-B3。
化合物鉴定
抗摄食活性评估
酪氨酸酶抑制活性与分子对接
四、主要结果
1. 新化合物发现:首次报道6个苦木素(1-6),其中化合物6具有罕见的C-3羟基取代结构。
2. 活性筛选:化合物8(Picrasjavacin K)和12(Picralactone C)活性最佳,结构-活性关系(SAR)表明C-12/C-13双键降低活性,而大位阻取代基增强活性。
3. 作用机制:活性化合物通过抑制酪氨酸酶干扰小菜蛾的体壁硬化过程,导致摄食抑制。
五、结论与价值
1. 科学价值:
- 验证了DeepMass在未知天然产物注释中的优势,其准确度超越传统工具(如SIRIUS)。
- 为苦木素类化合物的靶向分离提供了高效策略。
2. 应用价值:活性化合物6、8、12可作为新型植物源农药的先导分子。
六、研究亮点
1. 方法创新:首次整合MZmine-GNPS-DeepMass技术流程,解决了复杂体系中苦木素的注释难题。
2. 结构新颖性:化合物1-6具有独特的C-2苯甲酰基或C-12乙酰基修饰。
3. 跨学科应用:将计算化学(ECD、DP4+)与生物活性筛选结合,加速了天然农药开发。
七、其他价值
- 补充材料中提供了所有化合物的NMR数据及分子对接细节,为后续研究提供参考。
- 研究得到国家自然科学基金(U22A20381)和辽宁省科技计划(2024-ms-086)资助。
该研究通过多学科技术融合,不仅拓展了苦木素的结构多样性,也为农业害虫防治提供了新思路。