近日，南京农业大学理学院章维华教授和张明智副教授团队在药物化学领域国际权威期刊《Medicinal Research Reviews》在线发表了题为“Natural and synthetic 5-(3’-indolyl)oxazoles: Biological activity, chemical synthesis and advanced molecules”的综述论文，系统总结了1963年至今含有5-(3’-吲哚基)噁唑结构的天然产物及合成化合物的生物活性、化学合成、作用机理及活性分子，包括团队前期的系列研究工作。值得一提的是，这是南京农业大学首次以第一作者和通讯作者单位在《Medicinal Research Reviews》发表论文。
5-(3’-吲哚基)噁唑结构是一种独特的杂环骨架，存在于许多海洋天然产物和潜在的药物先导结构中。含有这种骨架的化合物，无论是天然源分离获取的，还是人工合成的衍生物，都表现出广泛的生物活性，例如Pimprinine (皮普利宁)和Streptochlorin (氯链素)两种天然产物都具有抗真菌和抗细菌活性，除此之外，皮普利宁表现出抗病毒和抗氧化活性，氯链素具有抗癌和抗炎活性。文章对含有5-(3’-吲哚基)噁唑结构的化合物包括抗癌、抗菌、抗病毒、抗氧化和抗炎等在内的众多生物活性进行了详细总结，涵盖团队前期研究发现5-(3’-吲哚基)噁唑类化合物表现出优异的农用生物活性，包括抗植物病原真菌、除草和杀虫活性等。
5-(3’-吲哚基)噁唑化合物表现出的广泛生物和药理活性，引起了许多研究者的兴趣，开发或应用许多化学合成方法获得此类化合物，例如Robinson-Gabriel合成、Van Leusen合成、金属催化交叉偶联/氧化反应、α-氧卡宾方法及α-氨基酸关环法等，文章系统梳理了自第一个5-(3’-吲哚基)噁唑化合物Pimprinine发现并合成以来所报道的大量合成5-(3’-吲哚基)噁唑骨架的方法。值得一提的是，团队通过合成路线优化，以便宜易得的吲哚为原料，开发出三步高效合成Pimprinine和四步高效合成Streptochlorin的方法。
此外，文章对已知作用机理和在动物模型中研究的活性分子进行了总结，包括Pimprinine、Streptochlorin、HIS、Diazonamide A、AB-5和DZ-2384，以及对5-(3’-吲哚基)噁唑骨架作为一种特殊结构在未来的开发前景进行了展望。该综述对5-(3’-吲哚基)噁唑化合物进行的系统总结，有助于未来发现这些化合物的新活性和作用机制，以及更多新颖、高效的合成方法。
南京农业大学理学院研究生刘敬瑞为论文第一作者，理学院研究生姜恩誉和蒙古生命科学大学Otgonpurev Sukhbaatar教授参与了该论文的整理和写作，理学院章维华教授、华中师范大学杨光富教授、先正达公司英国研发中心（Syngenta, Jealott’s Hill International Research Centre, UK）顾玉诚博士指导完成该论文，并在论文写作、逻辑梳理和前期课题开展提出了宝贵的意见，理学院张明智副教授为唯一通讯作者。该研究得到国家重点研发计划项目(2023YFD1700500, 2021YFD1700100)、国家自然科学基金项目(22177051, 32061143045)等项目的基金支持。同时，在屠呦呦教授95岁生日之际，谨以本文献给屠呦呦教授，以纪念她从中药中成功开发出抗疟疾药物青蒿素，挽救了全世界数百万人的生命。
据悉，《Medicinal Research Reviews》(《医学研究评论》)是一本由WILEY出版的国际学术期刊，创刊于1981年，出版周期Bimonthly。2023年最新数据，《Medicinal Research Reviews》是医学、药物化学、药学一区Top期刊，WOS期刊分区中JCR学科排名1/72 (Chemistry, Medicinal)，2023年发布的影响因子为10.9，2022年发布的影响因子为13.3。
论文链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/med.22078
前期基础：团队瞄准农业病虫害绿色防控领域重大需求，聚焦绿色高效农药开发的基础性问题，持续开展高效低风险农药分子创制和作用机制研究。张明智副教授以活性天然产物Pimprinine和Streptochlorin为先导分子，开展了系统的结构优化和农药活性筛选，评价高活性Streptochlorin、Pimprinine衍生物与潜在靶蛋白的结合能力，完成构效关系分析，结合分子对接、酶活研究高活性衍生物杀菌作用机制，开发得到一批化合物杀菌活性优于商品化杀菌剂嘧菌酯、啶酰菌胺等，具有很好的开发潜力，目前多个杀菌分子处于大田试验和毒理试验阶段。同时，开发出简洁高效的有机合成方法，完成价格昂贵的杀菌活性天然产物Streptochlorin和Pimprinine的合成，未优化的成本低于400元/克（Streptochlorin和Pimprinine市场售价为2000-5000元/毫克，1克=1000毫克），具有良好的市场前景，为开发生态环境友好、作用机制新颖的绿色高效农用杀菌剂奠定基础。前期研究已申报专利7件，授权4件，以第一作者或通讯作者在Eur. J. Med. Chem.、J. Agric. Food. Chem.、Pest. Manage. Sci.、Mar. Drugs、中国化学等国内外主流SCI期刊发表研究论文30余篇，文章总引用超1600次，1篇为Web of Science高被引论文。