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试说农药和医药联合开发
2001年4期 发行日期:2006-04-17
试说农药和医药联合开发    农药和医药同是生物活性物质,尽管应用的对象不同,尽管人和
    农药和医药同是生物活性物质,尽管应用的对象不同,尽管人和作物以及害虫、病源菌、杂草等物种有着巨大的差别,但从生物化学角度去看,却有许多类似和可以借鉴的地方。    从新药设计开发途径看,唯生物合理设计差别很大,医药只面对
    从新药设计开发途径看,唯生物合理设计差别很大,医药只面对人,而人对自身了解很多;农药面对的是多种多样的作物和病、虫、杂草,人类对这方面知之较少。但医药和农药在天然活性物质修饰,现有活性化合物为先导物的修饰,以及随机合成和筛选方面却十分相似。相当数量的化合物兼有医药和农药活性。现就以下几个问题试说农药和医药的联合开发问题。    医药直接用于农药
    医药直接用于农药    将医药向农药转用,是新农药开发的最方便的方法,其中最成功
    将医药向农药转用,是新农药开发的最方便的方法,其中最成功的转用就是抗生素。如灰黄霉素、链霉素、土霉素、氯霉素等曾广泛用于农业。由于担心在医药、兽药、农药上使用共同的药剂会产生共同的抗性菌,在耐药性对策上可能带来不利影响,近年除链霉素外已很少在农业上使用。但随着对植物真菌病的认识和土壤中微生物筛选技术的进步,从60年代起逐渐形成了农用抗生素专用筛选方法,并取得卓越成就,如日本的灭瘟素、多抗霉素,中国开发的井岗霉素等。随后对生物农药进行了广泛筛选,开发了杀螨剂polynactins和除草剂bialaphos,以及近年开发的阿维菌素和化学改造的甲基、甲胺基、乙酰基阿维菌素等。从此,医用抗生素的开发引来生物源农药的发展和生物技术在农药领域里的广泛应用。    人体消化系统驱虫药同农用杀虫剂的关系也十分密切。如红海藻
    人体消化系统驱虫药同农用杀虫剂的关系也十分密切。如红海藻氨酸,就用于家蝇的防治,天然茴蒿素——山道年,用于农业害虫防治,并出现许多两药共用的化合物,如tetramisolc医药用作驱虫净,杀寄生虫,农药用作树木杀线虫; dikegulac医药用作维生素c 中间体,农药作生长调节剂“调呋酸”; thrabendazole医药用作人体驱虫剂“噻苯咪唑”,除蛔虫、绕虫、钩虫等,农药用作广谱杀菌剂;choline chloride医药用作抗脂肪肝“氯化胆碱”, 农药用作植物生长调节剂“矮壮素”。“调呋酸”和“矮壮素”两个生长调节剂的发现,是由于其医药生产厂周围的树木受到了影响,究其因,而开发了生长调节剂。目前,国外许多大医药公司也同样是大农药公司,借用医药开发的成果开发农药是十分自然的事。    将医药的活性结构向农药修饰
    将医药的活性结构向农药修饰    最初是将医药直接用于农药,进而由中间体衍生新的结构,这在
    最初是将医药直接用于农药,进而由中间体衍生新的结构,这在杀虫剂方面有许多成功的实例,氨基甲酸酯就是其一。昆虫的神经传导机制很类似高等动物,借此开发许多杀虫剂。如新斯的明,它的季胺盐易溶于水,便于人体吸收,用于昆虫防治就要改成易溶入昆虫皮肤的脂溶性中性基,如此筛出了杀虫剂仲丁威等。    在抗菌剂领域,修饰的可能性很大,用医药的中间体衍生农药已
    在抗菌剂领域,修饰的可能性很大,用医药的中间体衍生农药已成为新农用杀菌剂设计的重要方法。比如近年在抗组氨药物研究中,咪唑和三唑类药物的研究,成为农药和医药共同的领域。目前已有几十种药物问世。    皮肤外用药在植物病害上显出良好防治效果,但医用药对植物组
    皮肤外用药在植物病害上显出良好防治效果,但医用药对植物组织渗透性差,需要改进,这方面已获成功。在唑类药剂用于作物时,出现了药害,作物生长受到抑制,究其因是抑制了赤霉素的合成,农药工作者由此开发了新的植物生长调节剂。如从苄氯三唑醇修饰成多效唑,由敌尼康唑修饰成烯效唑。从创制工作看,医药的副作用往往是发现新药的机会。唑类药物的长期服用会对肝产生毒害,抑制类固醇的生物合成,却导致前列腺治疗药剂的开发,同样,由于抑制植物生长素的合成,导致了新型生长调节剂的开发。    医药和农药结构类似性
    医药和农药结构类似性    从众多的文献报道中,将医药和农药的同类结构放在一起时,尽
    从众多的文献报道中,将医药和农药的同类结构放在一起时,尽管作用不同,但主体结构十分相近。在新药创制报告中,很少讲到先导物的发现和开发过程,但这种惊人的相似性,确实在提示我们医药和农药应协同研究。    在抗菌剂和杀菌剂领域里,两者的相容性很大。医用的喹啉酮中
    在抗菌剂和杀菌剂领域里,两者的相容性很大。医用的喹啉酮中间体,也用于农药的开发,而1位取代的咪唑和三唑类已成为共同开发的领域。人体皮肤病用药施于植物时,多显出良好的防治效果,但对植物的渗透性能差。从已往的经验看,磺胺类抗菌剂、降压剂和糖尿病治疗剂等几乎都有除草活性,只是对作物的选择性很差。也许是一个活性化合物在生物体内有许多相关的作用点,只是作用的强弱不同致使从不同的途径开发的活性结构有着很大的相似性。    当然,多数农药是随机筛选发现的,但在随机合成中,医药结构
    当然,多数农药是随机筛选发现的,但在随机合成中,医药结构以及食品添加剂、香料等结构有着很实用的参考价值。如百草枯是由生化试剂viologen而来,禾草灵和clofop源于抗血脂药物心血安(clofibrate)的类似物的随机筛选。心血安的简单类似物给与昆虫时,可阻碍昆虫的脂肪蓄积,并抑制产卵,停止给药后,又恢复正常状态。这表明医药和农药都是有生物机能的化合物,已有的结构可以期待互用。如抗忧郁剂见那替嗪(benactyzine)类似于杀螨剂乙酯杀螨醇,抗高血脂药氯灭丁酯(clofibrate)类似于2-甲-4氯丙酸乙酯(苯氧丙酸系列除草剂mecoprop),glybuzole降血糖治疗糖尿病(格列丁唑)类似于除草剂特丁隆(tebuthiuron),糖尿病治疗剂(tolcyclamide)类似于除草剂绿黄隆。    从医药开发农药实例
    从医药开发农药实例    在新药创制过程中,总希望得到不属于以往分子结构的新构架,
    在新药创制过程中,总希望得到不属于以往分子结构的新构架,并具有生物活性。在医药开发中总是要合成许多化合物,放在信息库中备用。将其中的中间体及其相关化合物取出来依次进行农药活性的筛选也是一些公司开发农药的作法,如日本武田制药公司以常规降压药进行了筛选,最后得出TF-164ferimzone嘧菌腙,可防治稻瘟病。    在筛选过程中要注意如下5个方面:
    在筛选过程中要注意如下5个方面:    生物测定上要表现出有效性;在对人、作物和环境要有切实的安
    生物测定上要表现出有效性;在对人、作物和环境要有切实的安全性;化学结构要具有新颖性;经济上有效益性;生产原料和工艺要有可操作性。每步都用5项原则要求,就会得到较理想的新药。    由农药开发的医药
    由农药开发的医药    以农药为先导开发出的医药多见于抗肿瘤化疗剂,如DDT的工业
    以农药为先导开发出的医药多见于抗肿瘤化疗剂,如DDT的工业品在毒性试验中,对动物副肾有选择性伤害,实质是杂质引起的。由此开发出mitotune。苯甲酰脲类杀虫剂在医药筛选中表现出抗癌活性。如除虫脲对黑色素瘤有治疗活性,由此引发出抗肿瘤药物HO·221。稻瘟灵(杀菌、杀虫、生长调节和兽药)引发出肝病治疗剂malotirate。miotine杀虫剂引发出SDZ ENA713老年痴呆症治疗剂。    从近年的文献报道看,农药界开始向附加值高的医药领域渗透,
    从近年的文献报道看,农药界开始向附加值高的医药领域渗透,美国一些大公司(杜邦等)已将农药放入医药筛选。随着农药高性能和微量化的发展,结构趋于复杂,引起两个专业的学者相互接近,互通情报,合作开发。尤其是磺酰脲、氮杂环和氮稠杂环的结构修饰十分相似。因此,农药医药的合作开发已是一种趋势,是一种快速、经济的新药物开发途径,应引起我们的注意。



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