对羟苯基丙酮酸双加氧酶的研究进展

农药作用靶标或作用机制的创新是农药科学研究需要解决的关键科学问题之一。对羟苯基丙酮酸双加氧酶(4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase,HPPD)是生物体酪氨酸代谢途径中的关键酶,在不同的生物体内参与的代谢路径不同。前期的研究表明,HPPD抑制剂在医药和除草方面发挥了较大的作用,而近期的研究发现其在抑菌和杀蚊等方面也表现出了潜在的应用价值。本文概述了HPPD在不同生物体中的生理功能,介绍了HPPD在人、植物、吸血节肢动物、真菌体内参与的代谢过程,总结了不同种属来源HPPD的三维结构,概述了HPPD作为靶标在医药以及农药(除草、杀虫、杀菌等)方面的研究现状并进行了展望。

对羟苯基丙酮酸双氧化酶抑制剂的研究进展

本文对对羟苯基丙酮酸双氧化酶抑制剂(HPPD)的发现、作用机制、结构与活性、合成方法及主要新品种加以概述。

对羟基苯基丙酮酸双氧化酶抑制剂筛选方法研究进展

对羟基苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)是植物体正常生长所必需的质体醌和生育酚生物合成路径中的关键酶,已成为当前最重要的除草剂作用靶标之一。发展快速、可靠的HPPD抑制剂筛选方法对研究小分子化合物与HPPD之间的相互作用,以及开展基于靶酶结构的新型HPPD抑制剂设计均具有重要意义。结合HPPD的结构和功能,文章从生物分析的角度分别就高效液相色谱、同位素标记、偶联法、电化学及简易筛选模型等方法在HPPD抑制剂筛选中的运用进行了总结,并对发展HPPD抑制剂的高通量筛选方法进行了展望。

对羟基苯基丙酮酸双氧化酶及其抑制剂的研究进展

对羟基苯基丙酮酸双氧化酶(4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase,HPPD)是一种亚铁非血红素酶,在酪氨酸分解代谢中起到重要作用.本文综述了除草剂的新靶标HPPD及相关抑制剂的结构、活性以及作用机制.综述了HPPD作用机理的相关研究,并对该领域的发展方向做了展望.

以对羟基苯基丙酮酸双氧化酶为作用靶标的除草剂研究进展

本文对近年来新发现的除草剂靶标HPPD的研究进展情况作了简单的概述,重点总结了有关HPPD的结构生物学以及除草剂的作用机理、构效关系。

通过植物和哺乳动物4-羟苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)晶体结构比较展示除草剂抑制选择性的结构基础

许多对设计和改进农业化肥有用的生物化学靶位点往往可以在有害物种（杂草、真菌或昆虫）和脊椎动物上发现，因此通过非靶酶的抑制对非目标哺乳动物存在潜在的毒理作用，寻求农药在哺乳动物体内新陈代谢的不同可以减轻这种作用，或者通过限制农药的暴露来降低毒理作用。目前农药靶位点细微分子结构有利于对有害物种的选择性和有效性理论靶位点的确立，而对非靶标组织无影响。

对羟基苯基丙酮酸双氧化酶作用靶标的研究进展

对除草剂靶标对羟基苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)的研究进展情况作了简要的概述,总结了植物体内HPPD的作用机制和HPPD抑制剂的作用机制,重点以NTBC为例综述了NTBC与对羟基苯基丙酮酸双氧化酶的作用研究来阐明抑制剂对HPPD酶的抑制机理.研究表明抑制剂NTBC与靶标HPPD的强亲和力主要通过两个氧原子与Fe″的二齿配位和蛋白质口袋中芳环间的π-堆积力作用,其中芳环间的π-堆积力起主要作用.

紫苏4-羟苯基丙酮酸双加氧酶基因片段的克隆及表达分析

为获得紫苏迷迭香酸合成途径旁路中的4-羟苯基丙酮酸双加氧酶(HPPD)基因,采用同源克隆的方法,根据已报道的其他植物的HPPD基因序列设计合成简并引物,克隆得到紫苏HPPD基因片段,命名为PerHPPD-1,该片段长663 bp,编码221个氨基酸。通过氨基酸比对分析发现,其氨基酸序列与丹参和彩叶草的HPPD基因片段一致性分别为66.36%和77.93%,系统进化树分析又进一步表明该片段与唇形科植物的亲缘关系最近。荧光实时定量PCR检测结果显示,PerHPPD-1基因在紫苏根、茎、叶中均有表达,在叶中表达量最高,其次为茎、根。激素(赤霉素、茉莉酸甲酯、脱落酸)处理可在一定程度上上调PerHPPD-1在叶中的表达水平。

黄连对羟苯基丙酮酸双加氧酶的原核表达和酶学性质

为了研究黄连对羟苯基丙酮酸双加氧酶(CjHPPD)的功能和性质,在E.coli中异源表达其编码cDNA得到了重组的CjHPPD.经HPLC和LC-MS检测确定重组CjHPPD具有催化对羟苯基丙酮酸形成尿黑酸的酶活性.酶学特性分析表明,CjHPPD催化尿黑酸形成的最适pH值为6.5,产物尿黑酸的积累至少在反应开始10min内随时间呈线形增长,最适反应温度为30℃.以ρ-HPP为底物进行底物亲和性分析表明,CjHPPD符合Michaelis-Menten动力学曲线,Km值为43.2μmol/L.结果表明,CjHPPD的Km值明显高于其他已报道的植物HPPD的Km值,高Km使得CjHPPD具有较强除草剂抗性.

新型白化型除草剂靶标酶对羟苯基丙酮酸双加氧酶及其耐性转基因植物研究进展

对羟苯基丙酮酸双加氧酶(ρ-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase,HPPD;EC 1.13.11.27)催化生物体内对羟苯基丙酮酸与O2作用形成尿黑酸的反应,是植物体中质体醌和生育酚生物合成途径的关键酶。当其活性受到抑制时,植物体中作为类胡萝卜素生物合成途径中最终电子受体和光合链电子传递体的质体醌的生物合成受阻,进而导致类胡萝卜素合成减少,光合链电子传递受阻,致使植物体出现白化症状。目前已经开发了多种以HPPD为靶标的除草剂,该类除草剂及抗除草剂转基因植物研究具有广阔的前景。对这一新型白化型除草剂靶标酶以及耐该类除草剂转基因植物的研究进展作了简要综述。

HPPD抑制剂的研究进展

对新型除草剂对羟苯基丙酮酸双氧化酶 (HPPD)抑制剂的发现过程、作用机制、结构特征。

新型3-羟亚甲基吡咯烷-2,4-二酮衍生物的合成与除草活性研究

为了进一步研究3-羟亚甲基吡咯烷-2,4-二酮类化合物构效关系,以期发现高活性化合物,利用19种酮酸酯与氨基酸酯合成了19个未见文献报道的新型3-羟亚甲基吡咯烷-2,4-二酮衍生物,其结构均经过1HNMR,IR和元素分析确证.初步生物活性测试结果表明,其生长抑制活性高于对照药HPPD抑制剂磺草酮.与已报道的高活性化合物相比,对油菜的抑制率明显得到提高,但对稗草的生长抑制没有明显的改善.

两类HPPD酶抑制剂的比较分子场分析研究

用比较分子场分析法 (CoMFA)研究了环己二酮类及 3 烷基酸 2 环己烯酯类化合物的结构与活性的关系 .本研究从蛋白酶与底物动力学模拟的复合物结构出发构建两类抑制剂化合物分子的构象 ,并进行了全空间搜索 ,CoMFA分析得到了较好的模型 (交叉验证回归系数q2 =0 .779,模型的线性回归系数r2 =0 .989) .该方程不仅可以帮助推测抑制剂与受体的结合方式 ,还可定量地预测结构相近的类似物活性 ,为设计合成新的HPPD酶抑制剂提供了理论依据 .

除草剂新作用靶标——HPPD综述

概述了除草剂的新靶标-HPPD(对-羟苯基丙酮酸双氧化酶)及其抑制剂的发现过程、作用机制,简单介绍了几种已经开发成功的HPPD类抑制剂新品种及其使用技术。

HPPD抑制剂的研究进展

本文从五个方面综述了对羟基苯基丙酮酸双氧化酶（HPPD）抑制剂的研制进展；1HPPD的特性和它的抑制剂的除草基本原理，2HPPD抑制剂品种，3HPPD抑制剂的结构特性和活性关系，4HPPD抑制剂的合成方法，5近期HPPD抑制剂的研制状况。

深海细菌Pseudomonas sp.bIp-2黑色素生成条件研究及其hppD基因的克隆

从大西洋深海沉积物中分离得到1株产黑色素细菌b Ip-2,16S rRNA基因序列分析表明该菌隶属于假单胞菌属（Pseudomonas）,与施氏假单胞菌（P.stutzeri）有最高的16S rRNA基因序列相似性（99%）.进一步对该菌的生长及产黑色素条件进行了初步研究,结果表明b Ip-2在稳定生长期后期才开始大量积累黑色素;b Ip-2可在4～37℃的温度范围下生长,最适生长温度为37℃,在28℃具有最高的黑色素产量;b Ip-2生长的pH范围偏碱性,在p H=7的最适生长条件下黑色素产量最高,同时碱性环境有利于黑色素的快速形成;b Ip-2可以在1%～9%的NaCl浓度范围中生长,在5%的NaCl浓度下具有最高的黑色素产量;低浓度的Fe^2＋（0.05 mmol/dm^3）可以提高黑色素的产量,Fe^2＋浓度≥0.20 mmol/dm^3时明显抑制黑色素的生成,而Fe^2＋浓度为1.00 mmol/dm^3时可完全抑制菌株的生长;低浓度的Cu^2＋（0.1 mmol/dm^3）对黑色素的产量无明显影响,Cu^2＋浓度≥0.5mmol/dm^3时可抑制黑色素的生成,而Cu^2＋浓度超过1.0 mmol/dm^3时可完全抑制菌株的生长.通过PCR扩增获得菌株b Ip-2的对羟苯基丙酮酸双加氧酶（hydroxyphenylpyruvic acid dioxygenase,HPPD）全长基因（1087 bp）,分析发现其编码的HPPD蛋白序列（含361氨基酸）与来自菌株Pseudomonas stutzeri RCH2的HPPD蛋白序列具有最高的同源性（序列相似性为97%）.这些结果为深入研究该细菌所产黑色素的合成,应用及生态作用奠定了基础.

有效防除麦田抗性杂草荠菜的新型除草剂——双唑草酮

双唑草酮为中国创制的新型对羟基苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)抑制剂类除草剂,已于2018年取得中国农药登记。为了测定其对麦田抗性杂草荠菜的除草效果,共采集了36个荠菜种群,其中1个敏感种群采自未施用过除草剂的路边,其他35个疑似抗性种群均采自于中国苯磺隆使用历史超过20年的冬小麦田。在温室中采用整株盆栽法测定了荠菜种群对双唑草酮、苯磺隆、双氟磺草胺、甲基二磺隆、唑草酮和2甲4氯的抗性水平。结果表明,有28个种群对苯磺隆产生了抗性,其中种群K16009、K17005、15053和17003表现出高水平抗性。这4个种群对其他除草剂的交互抗性检测试验表明:种群K16009、K17005和15053对双氟磺草胺和甲基二磺隆表现出高水平交互抗性,其抗性指数范围为25-321,其GR50值远高于供试药剂登记的田间推荐剂量;而上述4个抗性种群对双唑草酮、唑草酮和2甲4氯均较为敏感,其GR50值均低于供试药剂登记的田间推荐剂量。唑草酮和2甲4氯也可用于小麦田抗性荠菜种群的防治,但该类药剂对施药时间要求较为严格。本研究结果表明,双唑草酮可有效防除对乙酰羟基酸合成酶(AHAS)类除草剂已经产生抗性的荠菜。

HPPD一开发除草剂品种的新靶标

本文概述了作为开发除草剂的新靶标 -HPPD (对 -羟苯基丙酮酸双氧化酶 )的基本特征。

新型吡唑-苯并咪唑酮类人类HPPD抑制剂的3D-QSAR研究

对-羟苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)是治疗络氨酸Ⅰ型血症的重要靶标。HPPD抑制剂可以有效的缓解络氨酸Ⅰ型血症症状。文章针对33个以吡唑-苯并咪唑酮为基本骨架的HPPD抑制剂,分别运用比较分子场分析(Co MFA)和比较分子相似性分析(Co MSIA)两种经典方法进行了三维定量构效关系(3D-QSAR)研究,并获得了预测能力较优的两个模型(Co MFA:q2=0.792,r2=0.947;Co MSIA:q2=0.836,r2=0.934)。3D-QSAR模型三维等值图揭示了一些结构特性与抑制活性的关系,为该类药物结构改造提供了有效信息,可减少设计合成工作量,提高新药研发成功的可能性。

申克孢子丝菌4Hppd基因结构功能的生物信息学分析

目的:初步预测及分析申克孢子丝菌(Sporothrix schenckii,Ss.)对羟苯基丙酮酸双加氧酶基因(4Hppd)编码蛋白的结构和生物学功能特征。方法:应用生物信息学在线工具预测分析Ss.4Hppd编码蛋白的理化性质及功能特征。结果:Ss.4Hppd基因编码蛋白含对羟苯基丙酮酸双加氧酶保守域,由477个氨基酸构成,理论分子量为52.0 kD,等电点为5.98,半衰期较长,该蛋白为非分泌蛋白,定位于线粒体中。其二级结构以无规则卷曲及α-螺旋为主,另外还存在乙二醛酶功能域及丰富的磷酸化位点,与其他致病真菌同源蛋白有较高的相似度。结论:预测Ss.4HppD位于线粒体中,具有乙二醛酶功能域结构功能特点及丰富修饰位点,可为其表达、晶体结构分析及小分子抑制剂开发提供参考。