Россия
Россия
Россия
Россия
Аннотация. Цель – изучение возможности прогнозирования фунгицидной активности большого массива органических соединений разных классов в отношении Fusarium oxysporum. Методы. Исследование базируется на методологии QSAR. В качестве показателя фунгицидной активности использована логарифмическая форма минимальной концентрации препарата, ингибирующей видимый рост патогена, lgMIC. Для построения прогнозных моделей отобраны 515 соединений, данные об ингибирующей активности которых получены с сайта ChEMBL. Структура соединений описана дескрипторами молекулярной структуры, вычисляемыми компьютерной программой Dragon 7, всего использовано 1600 дескрипторов. Расчеты производились с помощью компьютерной программы PROGROC (PROGgram RObustness Calculation), основанной на алгоритмах, которые позволяют использовать число дескрипторов, превышающее количество веществ без предварительного отбора. Результаты. Было построено несколько моделей с размерами контрольной выборки в пределах 51–61 % от общего числа соединений со следующими статистическими показателями: коэффициент корреляции R = 0,95…0,978, стандартное отклонение s = 0,17…0,25. При проверке валидности моделей с помощью скользящего контроля получены показатели: R = 0,923 и s = 0,29, средняя абсолютная ошибка равна 0,24. Научная новизна исследования заключается в том, что впервые выполнено прогнозирование фунгицидной активности большого массива органических соединений разных классов в отношении Fusarium oxysporum с высокими статистическими показателями и с оценкой предсказательной силы моделей перекрестной проверкой leave-one-out. В режиме скользящего контроля выполнены также расчеты lgMIC для фунгицидов, экспериментальные данные о токсичности которых по отношению к Fusarium oxysporum, отсутствуют.
QSAR, органические вещества, фунгицидная активность, Fusarium oxysporum, минимальная ингибирующая концентрация MIC, lgMIC, дескрипторы, Dragon, PROGROC, модели, прогнозирование
1. Соколова Л. М. Анализ видового разнообразия грибов из рода Fusarium // Аграрная наука. 2019. № 1. С. 118-122. DOI:https://doi.org/10.32634/0869-8155-2019-326-1-118-122.
2. Симонова Е. И., Кондрашкина К. М., Рысцова Е. О., Большакова М. В. Распространение основных микотоксинов в кормовом сырье и их характеристика // Бюллетень науки и практики. 2020. Т. 6. № 1. С. 168-177. DOI:https://doi.org/10.33619/2414-2948/50/19.
3. Ефимочкина Н. Р., Седова И. Б., Шевелева С. А., Тутельян В. А. Токсигенные свойства микроскопических грибов // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2019. № 45. С. 6-33.
4. Лисовская С. А., Халдеева Е. В. Грибы рода Fusarium как потенциально патогенные виды микроорганизмов // Практическая медицина. 2016. № 3 (95). С. 64--67.
5. Стахеев А. А., Самохвалова Л. В., Микитюк О. Д., Завриев С. К. Филогенетический анализ и молекулярное типирование трихотеценпродуцирующих грибов рода Fusarium из российских коллекций // Acta Naturae. 2018. Т. 10. № 2 (37). С. 85-99.
6. Щербакова Л. А. Развитие резистентности к фунгицидам у фитопатогенных грибов и их хемосенсибилизация как способ повышения защитной эффективности триазолов и стробилуринов (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2019. Т. 54. № 5. С. 875-891. DOI:https://doi.org/10.15389/agrobiology.2019.5.875rus.
7. De Bruijn W. J. C., Hageman J. A., Araya-Cloutier C., Gruppen H., Vincken J. P. QSAR of 1,4-benzoxazin-3-one antimicrobials and their drug design perspectives // Bioorganic & Medicinal Chemistry. 2018. Vol. 26. Iss. 23-24. Pp. 6105-6114. DOI:https://doi.org/10.1016/j.bmc.2018.11.016.
8. Wu Y.-L., Wang D.-L., Guo E.-H., Song S., Feng J.-T., Zhang X. Synthesis and QSAR study of novel α-methylene-γ-butyrolactone derivatives as antifungal agents // Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 2017. Vol. 27. No. 5. Pp. 1284-1290. DOI:https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2017.01.030.
9. Abrigach F., Karzazi Y., Benabbes R., Youbi M. El. Synthesis, biological screening, POM, and 3D-QSAR analyses ofsome novel pyrazolic compounds // Medicinal Chemistry Research. 2017. Vol. 26. No. 8. Pp. 1784-1795. DOI:https://doi.org/10.1007/s00044-017-1888-8.
10. Прохорова П. Е., Глухарева Т. В., Калинина Т. А., Нейн Ю. И., Fan Z., Моржерин Ю. Ю. Количественный анализ структура - фунгицидная активность 1,2,3-тиадиазолов и 1,2,3-триазолов // Бутлеровские сообщения. 2016. Т. 48. № 10. С. 60-65.
11. Funar-Timofei S., Ionescu D., Suzuki T. Modeling of fungicide activity of trifluoromethyl-substituted 1,2,4-triazoles using PLS, ANN and SVM // Current Topics in Biochemical Research. 2016. Vol. 17. Pp. 45-55.
12. Quiroga D., Becerra L. D, Coy-Barrera E. Ultrasound-Assisted Synthesis, Antifungal Activity against Fusarium oxysporum, and Three-Dimensional Quantitative Structure-Activity Relationship of N, S-Dialkyl Dithiocarbamates Derived from 2-Amino Acids // ACS Omega. 2019. Vol. 4 (9). Pp. 13710-13720. DOI:https://doi.org/10.1021/acsomega.9b01098.
13. Si W.-J., Wang X.-B., Chen M., Wang M.- Q., Lu A.- M., Yang C.-L. Design, synthesis, antifungal activity and 3D-QSAR study of novel pyrazole carboxamide and niacinamide derivatives containing benzimidazole moiety// New Journal of Chemistry. 2019. Vol. 43 (7). Pp. 3000-3010. DOI:https://doi.org/10.1039/C8NJ05150J.
14. Angarita-Rodríguez А., Quiroga D., Coy-Barrera Е. Indole-Containing Phytoalexin-Based Bioisosteres as Antifungals: In Vitro and in Silico Evaluation against Fusarium oxysporum // Molecules. 2020. Vol. 25 (1). No. 45. Pp. 1-19. DOI:https://doi.org/10.3390/molecules25010045.
15. Kundu А., Mandal А., Saha S., Prabhakaran P., Walia S. Fungicidal activity and molecular modeling of fusarubin analogues from Fusarium oxysporum// Toxicological & Environmental Chemistry. 2020. Vol. 102. Iss. 1-4. Pp. 78-91. DOI:https://doi.org/10.1080/02772248.2020.1770253.
16. ChEMBL [Электронный ресурс]. URL: https://www.ebi.ac.uk/chembl (дата обращения: 15.03.2021).
17. Важев В. В., Губенко М. А., Важева Н. В., Ергалиева Э. М., Самсонюк Е. А. Оценка токсичности органических соединений для Tetrahymena pyriformis методом QSAR // Вестник Карагандинского университета. Серия: Химия. 2016. № 3 (83). С. 39-44.
18. Важев В. В., Мунарбаева Б. Г., Важева Н. В., Губенко М. А., Ергалиева Э. М. Моделирование антитоксоплазмоидной активности органических соединений методом QSAR // Аграрный вестник Урала. 2018. № 07 (174). С. 4-10.
