虚拟筛选和支架合并背后化合物植物气孔关闭

研究人员已经开发出一种合成植物激素,跨越广泛的作物来控制水的损失。工作可能导致化学喷雾,使农民能够更有效地控制作物用水以及保护从干旱的影响,产量预计将加剧,随着全球变暖变得更加频繁。

脱落酸在植物和援助的主要激素水潴留在干旱期间通过控制关闭毛孔称为气孔限制通过蒸腾损失。但是当它人为地应用,它不够稳定的长期农业有用。虽然更稳定,脱落酸的合成模拟开发之前,他们只在某些作物和工作缺乏生物活性小麦和番茄。

现在,肖恩·卡特勒河滨加州大学的实验室在美国,在日本,与同事设计了一个新的称为opabactin脱落酸模仿比自然更强大的对手,显示了一个广泛的活动在不同的作物,包括小麦、番茄和大麦。

的农业有很大的环境足迹和农用化学品等新技术,使农民能够更好地管理可用资源将有助于减少足迹和最大限度地提高生产率,”卡特勒说。化学物质像opabactin启用实时响应不断变化的环境条件,在雨养农业是不可能的,这是约占总数的80%。

图像显示ABA受体的结构和opabactin

Opabactin(右),是一个脱落酸(左)模拟和一个大约增加了七倍受体亲和力相对于体内脱落酸和多达10倍大的活动

设计opabactin团队使用一个计算称为虚拟筛选的技术来识别结构从1800万小分子库,最可能绑定到一个已知的脱落酸受体植物中。最好的1700种化合物体外测试团队最活跃的酰胺。脚手架合并的方法被用来贪污化学组到酰胺的结构,优化其亲和力绑定到生成最终的opabactin化合物。

测试它,各种农作物在生长室控制喷洒opabactin解决方案包含一个commercially-used润湿剂,以帮助其渗透树叶。结果显示,opabactin约10倍的天然脱落酸在植物气孔关闭以防止蒸腾。此外,它的影响是持久的,它保持稳定了五天。

这项工作提供了一个奇妙的例子的虚拟筛选的力量来提高效力,并理解特异性,小分子能够介入具体的生物过程,”评论安德鲁•汤普森克兰菲尔德大学,专攻植物用水,英国。Opabactin有潜力用作农药减少用水需求——通过减慢蒸腾在特定时间喷雾应用化学、水关系的作物可以避免压力崩溃之前救下降雨事件的。”