中科医院专家 https://wapjbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/jzpj/年7月27日，eLife杂志在线发表了题为Towardsnovelherbicidemodesofactionbyinhibitinglysinebiosynthesisinplants的研究论文，该研究发现了赖氨酸生物合成的限速酶二氢二吡啶酸合酶(DHDPS)是开发除草剂的一个有前景的靶标，具有新型的作用方式，可用于抑制抗除草剂杂草的增加。杂草对现有除草剂的抗性越来越强，对农业生产构成了严重威胁。目前，氨基酸类除草剂通常都含有氨基和磷酸基团，故将此类除草剂称为氨基酸类除草剂。氨基酸类主要包括草甘膦（年起将草硫膦作为草甘膦的盐类，归于草甘膦统计）、草铵膦和双丙氨膦3个品种，也有将它们归为有机磷类别。年以来，由于抗除草剂转基因作物的崛起，使得氨基酸类除草剂市场飞速发展，成为23类除草剂之首。然而，随着抗除草剂杂草抗性的增加，迫切需要具有新型作用方式的除草剂。在高等植物中，赖氨酸生物合成途径的限速步骤是由两种关键酶（图A），即天冬氨酸激酶(AK)和二氢二吡啶酸合酶(DHDPS)催化的，两者都对赖氨酸反馈抑制极为敏感；其中，二氢二吡啶甲酸合成酶(DHDPS)，它催化赖氨酸生物合成的第一步和限速步骤。▲赖氨酸生物合成途径在本研究中，作者利用高通量化学筛选技术，首次鉴定出一类具有微摩尔效量的植物DHDPS抑制剂MBDTA-1和MBDTA-2。试验明MBDTA化合物对拟南芥中的两种酶AtDHDPS1和AtDHDPS2有相似的抑制作用。作者进一步通过X-射线晶体学对AtDHDPS1与MBDTA-2结合结构进行发现，发现MBDTA-2的抑制方式是通过赖氨酸结合位点附近的一个新的结合口袋，从而导致酶的变构抑制。此外，并发现这种结合口袋在多种植物物种中是保守的，包括单子叶植物和双子叶植物，因此这些抑制剂可能具有广谱植物*性。重要的是，该化合物基本上没有脱靶*性。同时，通过对拟南芥幼苗在培养基和土壤中的萌发和生长试验表明，该DHDPS抑制剂同时抑制了拟南芥幼苗的萌发和生长，并证实了其在土壤中的植物出苗前的除草活性。▲AtDHDPS1与MBDTA-2结合的晶体结构▲抑制剂对土壤中拟南芥幼苗的效应研究总之，该试验结果提供了概念上的证据，即赖氨酸生物合成途径是开发除草剂的一个有前景的新靶标，具有新的作用模式，可用来应对全球抗除草剂杂草的增加。
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