
植物病毒病严重威胁全球粮食安全。烟草花叶病毒 (TMV) 等病毒可导致作物生长受阻、产量锐减, 对农业生产造成严重影响。开发高效、环保的抗病毒药剂是防控植物病毒病的关键, 而明确农药分子靶点则是新药剂研发的核心前提——基于特定靶点设计的农药, 不仅能提升防治效率, 还能最大程度减少对非靶标生物和环境的影响。
近日, JIPB在线发表了沈阳农业大学植物保护学院吴元华教授团队题为“Synergistic targeting of host malate dehydrogenase and phytoviral capsid by a new pyrimidine morpholine guanidine compound” 的研究论文 (https://doi.org/10.1111/jipb.70157)。该研究系统揭示了新型嘧啶吗啉胍类化合物GLY-15的抗TMV分子机制, 为广谱抗病毒药剂研发和植物抗病育种提供了全新思路。
此前, 研究团队已发现 GLY-15 具备优异的抗 TMV 活性, 但其具体作用靶点和分子机制尚不明确。为解决这一问题, 团队利用基于活性的蛋白质谱分析 (Affinity-based protein profiling, ABPP) 和药物亲和力反应靶标稳定性 (Drug affinity responsive target stability, DARTS) 技术, 成功筛选出 GLY-15 的潜在作用靶点, 包括 TMV 外壳蛋白 (CP)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶 (GAPDH) 和苹果酸脱氢酶 (MDH)。通过功能验证, 进一步证明 MDH 是 TMV 感染过程中的关键宿主因子, 且能与 TMV CP 发生相互作用。突变实验证实, MDH 的第 225 位谷氨酸 (E225) 是 GLY-15 与 MDH 结合、以及 MDH 与 CP 相互作用的关键位点。
该研究首次阐明了 GLY-15 “双靶点协同作用” 的抗病毒机制: 通过结合 MDH 的 E225 位点, 既抑制了 MDH 的酶活性, 又阻断了其与病毒 CP 的相互作用, 从而双重抑制病毒感染 (图 1)。这一发现不仅深化了对植物病毒与宿主互作机制的理解, 也为抗病毒药剂的精准设计提供了新靶点与新思路。

沈阳农业大学于淼博士为论文第一作者, 安梦楠副教授和吴元华教授为通讯作者, 李兴海教授为该研究提供了重要实验材料。该研究得到了国家自然科学基金 (32572792, 32172454) 及中国烟草四川省公司科技项目 (SCYC202412) 的资助。
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