國際微生物學權威期刊PLOS Pathogens在線發表了我校殺菌劑生物學團隊周明國和張峰教授為通訊作者、周俞辛博士研究生為第一作者的最新研究成果《Structural basis of Fusariummyosin I inhibition byphenamacril》。這是南京農業大學殺菌劑生物學團隊在獲得2018年國家科學技術進步二等獎成果的基礎上取得的又一新進展。 我校殺菌劑生物學團隊參與江蘇省農藥研究所自主創制的鐮刀菌?；詺⒕鷦┣柘┚?，代表了人類追求安全、高效的選擇性殺菌劑發展方向，并采用現代生物學技術，團隊發現了氰烯菌酯的作用靶標肌球蛋白-5（I型），這也是殺菌劑發展史上繼發現酶蛋白和骨架蛋白后，國際上發現的第三類馬達蛋白首個殺菌劑新靶標，并指出肌球蛋白的遺傳分化是其抑制劑的選擇性基礎，同時研發了小麥赤霉病和水稻惡苗病高效、安全防控及抗藥性治理系列新技術。 揭示殺菌劑作用靶標蛋白結構及其與小分子化合物親和互作的精細結構特征，是發展顛覆性靶向殺菌劑的重要前提。殺菌劑生物學團隊張峰教授利用先進的結構生物學方法，在解析了茉莉酸誘導植物抗病性的受體蛋白JAZ通過結構轉換控制植物免疫與脫敏反應的機制基礎上（Nature, 2015; PNAS, 2017），參與并指導研究生開展了氰烯菌酯與其作用靶標肌球蛋白-5的復合物三維結構研究，首次獲得小麥赤霉病菌肌球蛋白分辨率為2.65 Å的晶體結構（PDBID：6UI4），揭示了植物病原絲狀真菌肌球蛋白與其抑制劑的互作特征。研究發現氰烯菌酯結合在肌球蛋白馬達結構域一個新的變構腔中，該位點與哺乳動物肌球蛋白抑制劑Blebbistatin結合在II型肌球蛋白馬達結構域疏水口袋的位置非常接近，表明氰烯菌酯與Blebbistatin可能存在相同的氨基酸結合位點。 研究揭示了氰烯菌酯抑制肌球蛋白ATP酶活性的分子機制。氰烯菌酯結合的變構腔頂部也是與肌動蛋白（F-actin）結合的裂隙，在肌球蛋白的ATP酶循環中，該裂隙會特征性地閉合和開啟以介導與肌動蛋白的結合，釋放Pi和ADP，完成ATP酶循環。晶體結構清楚的顯示了小分子氰烯菌酯占據了該裂隙關閉的空間位置，與Switch II 的Y409位點互作阻止了Switch II loop結構從開放裂隙向關閉裂隙的轉變，阻斷了Pi的釋放和肌動蛋白的動力沖程，從而干擾了肌球蛋白ATP酶的循環過程，抑制了蛋白的馬達作用?；谌S結構，研究還發現了新的與氰烯菌酯結合的氨基酸位點，并證明其中重要的氨基酸位點M375在不同真菌中的遺傳分化決定了肌球蛋白對氰烯菌酯的敏感性，氰烯菌酯對禾谷鐮刀菌M375K突變體肌球蛋白-5 的ATP酶活性抑制作用大幅降低，而將對氰烯菌酯不敏感的稻瘟菌肌球蛋白-5突變為K375M后，氰烯菌酯則能強烈抑制該稻瘟菌突變體的肌球蛋白ATP酶活性，同時稻瘟菌K375M突變體對氰烯菌酯變為高度敏感。提出了針對肌球蛋白K375設計對稻瘟病菌等具有高活性的新型廣譜肌球蛋白抑制劑的可能性。 團隊的以上創新性研究為肌球蛋白抑制劑的創制發展奠定了重要的科學基礎。該研究解析的殺菌劑與靶標復合物晶體三維結構是首個直接針對病原物研究的科學探索成功案例，對于推動農業有害生物的農藥受體結構生物學研究和靶向農藥創制具有引領性作用。