近日，中国农业科学院在手性酰胺类杀菌剂立体选择性行为机制解析方面取得重要进展。相关研究成果发表在环境领域国际学术期刊《有害物质杂志（Journal of Hazardous Materials）》（JCR 1区，Top 5%，IF2021=”14.224）上，对手性农药的高效利用和污染修复具有重要指导意义。
手性是自然界的一种基本属性。早在2005年，《科学（Science）》公布的125个最具挑战性的科学问题中就提出“为什么生命需要手性？”手性化合物各异构体进入环境介质后在迁移、转化、吸收、降解和生物效应等方面的差异已成为研究热点。而手性化合物各对映体与生物大分子的作用方式差异则成为解析手性化合物立体选择性行为机制的重要途径。
该团队以全球广泛使用的酰胺类杀菌剂氟唑菌苯胺为研究对象，建立了氟唑菌苯胺各对映体的分离分析方法，获得了光学纯手性单体R-氟唑菌苯胺和S-氟唑菌苯胺。在此基础上，研究了R-氟唑菌苯胺和S-氟唑菌苯胺在土壤等环境介质中的稳定性差异，对防治靶标的生物活性差异以及对非靶标生物蚯蚓的生态毒性差异。研究结果表明R-氟唑菌苯胺和S-氟唑菌苯胺在土壤等介质中的稳定性没有显著的立体选择性差异。然而，S-氟唑菌苯胺对立枯丝核菌、镰刀菌等防治靶标具有更高的生物活性。此外，R-氟唑菌苯胺和S-氟唑菌苯胺对非靶标生物蚯蚓均具有较低的急性致死作用。在亚慢性毒方面，S-氟唑菌苯胺的生物蓄积效应和毒性效应均大于R-氟唑菌苯胺。此外，该团队采用人工智能Alphafold2建模技术和分子对接技术解析了R-氟唑菌苯胺和S-氟唑菌苯胺与潜在作用靶标在氢键、疏水键等结合方式上的差异，筛选出导致立体选择性产生的关键氨基酸残基，为阐明手性化合物立体选择性行为机制提供重要理论依据。
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