Axit amin cũng có thể được phát triển như một loại thuốc trừ sâu chống lại virus thực vật?

Nguồn: Hongjian Song, Qingmin Wang.

Virus thực vật gây ra nhiều tác hại. Các đại dịch và dịch bệnh do virus ước tính có tác động đến kinh tế toàn cầu lên tới hàng chục tỷ đô la. Hiện nay, không có nhiều loại tác nhân chống virus thực vật hiệu quả và đạt yêu cầu trong thực tế sử dụng và đặc biệt là rất ít tác nhân điều trị.

Trước tác hại của virus gây ra đối với sản xuất nông nghiệp, cần phát triển các loại thuốc phòng trừ virus thực vật thân thiện với môi trường. Việc tìm kiếm các ứng cử viên từ các sản phẩm tự nhiên ngày càng quan trọng và được chú trọng nghiên cứu. Các sản phẩm tự nhiên có nhiều đặc tính có thể khiến chúng trở thành ứng cử viên hữu ích, bao gồm sự đa dạng về cấu trúc, tính đặc hiệu và các phương thức hoạt động mới. Tuy nhiên, các sản phẩm tự nhiên cũng có một số nhược điểm, chẳng hạn như tính sẵn có của hợp chất bị hạn chế, cấu trúc phức tạp cao. Do đó, việc tạo ra thuốc trừ sâu dựa trên các sản phẩm tự nhiên đã trở thành một hướng quan trọng của việc tạo ra thuốc trừ sâu xanh.

Tryptophan là một trong những axit amin thiết yếu và là tiền chất sinh tổng hợp của nhiều alkaloid. Giáo sư Qingmin Wang và Tiến sỹ Hongjian Song từ Đại học Nankai trước đây đã phát hiện ra rằng tryptophan, tiền chất sinh tổng hợp của Peganum harmala alkaloid và các dẫn xuất của nó có hoạt tính chống TMV cả in vitro và in vivo. Việc tìm hiểu sâu hơn về vấn đề này đã dẫn đến việc xác định NK0238 là tác nhân có hiệu quả cao trong việc phòng ngừa và kiểm soát các bệnh do virus thực vật gây ra, nhưng các con đường tổng hợp hiện có không phù hợp với quá trình tổng hợp quy mô lớn.

Họ đã tối ưu hóa một quy trình tổng hợp gồm hai bước của ứng cử viên diệt virus này. Lộ trình được tối ưu hóa cung cấp một nền tảng vững chắc cho quá trình tổng hợp quy mô lớn và các nghiên cứu về hiệu quả và độc tính tiếp theo. Kết quả thí nghiệm thực địa cho thấy nó có tác dụng tốt đối với nhiều loại virus thực vật. Độc tính qua đường miệng ở chuột là nhẹ và không ảnh hưởng đến sự an toàn của chim, cá hoặc ong. Nghiên cứu mang tên "Phát triển quy trình sinh tổng hợp, nghiên cứu hoạt tính kháng virus, đánh giá thực địa và độc tính của thuốc bảo vệ thực vật kháng virus NK0238" được công bố trên Tạp chí Frontiers of Agricultural Science and Engineering năm 2022.

Trong nghiên cứu này, một quy trình tổng hợp gồm hai bước cho thuốc bảo vệ thực vật kháng virus, NK0238, đã được phát triển. Bằng con đường này, NK0238 có thể thu được với năng suất 94% và độ tinh khiết gần 97%. So với các quy trình sinh tổng hợp đã được báo cáo trước đây, quy trình này có ưu điểm là tiết kiệm nguyên tử, năng suất cao và vận hành đơn giản. Ngoài ra, nó có thể được sử dụng để điều chế hơn 40g NK0238 trong một lô duy nhất. Sau khi hoàn thành việc tối ưu hóa quy trình, một nghiên cứu chuyên sâu về hoạt tính kháng virus ở nhà kính và trên đồng ruộng cũng như các thử nghiệm độc tính sẽ được thực hiện. NK0238 thể hiện phổ kháng virus rộng trong các thí nghiệm thực địa.  Hoạt tính của NK0238 chống lại TMV, virus gây trên hồ tiêu, virus panax notoginseng Y, virus khảm hoa lay ơn, virus gây bệnh chùn đọt chuối bằng hoặc cao hơn amino-oligosaccharins và moroxydine hydrochloride-đồng axetat. Kết quả thử nghiệm độc tính sinh thái cho thấy hợp chất này không gây hại cho chim, cá, ong và tằm, hoạt tính tuyệt vời và tính an toàn khiến NK0238 trở thành một ứng cử viên đầy hứa hẹn để phát triển hơn nữa.

Bùi Anh Xuân theo Phys.org