新分子骨架杀虫剂创制，是克服害虫抗药性和推动农药减施增效的重要研究方向，为绿色植物保护发展提供有力支撑。在生物活性分子创制中引入四取代碳结构，不仅能够有效拓展多维的化学合成空间，还有利于分子更精准的适配靶蛋白的结合口袋。解决四取代碳构建中的手性立体选择性问题，是该结构单元在新型杀虫剂创制中应用的关键。
近期，中国农业科学院植物保护研究所抗虫功能基因研究与利用创新团队，与华东师范大学合作在Nature Communications上发表了题为“Sulfonyl-PYBOX/ErCl3 Complex Enable Highly Enantioselective Synthesis of α,α-Dialkyl and α-Alkyl-α-aryl Hydrazinonitriles”的研究论文。该研究利用吡啶磺酰基PYBOX手性配体与三氯化铒的催化体系，高效高立体选择性的构建了手性氰基肼类四取代碳结构骨架。基于此类新骨架构建的分子库，发现了多个候选化合物对蚜虫具有良好的杀虫活性，其中部分目标分子的杀虫活性优于同样含有手性氰基结构单元的市售菊酯类杀虫剂。通过分子指纹与计算模拟对杀虫机制的初步研究表明，此类分子通过对电压门控钠通道（VGSC）的抑制发挥杀虫作用，分子骨架中的氰基/肼基与蛋白口袋氨基酸残基（T863）的共同氢键相互作用，有利于提高分子与靶蛋白的结合稳定性，增强分子杀虫活性。这一研究为绿色杀虫剂分子创制提供了新思路，相关内容现以植保所为申请人申请国家发明专利。
中国农业科学院植物保护研究所穆博帅研究员、华东师范大学周剑教授和周锋教授为本论文的共同通讯作者。华东师范大学巩艺博士和张正博士为共同第一作者；中国农业科学院植物保护研究所崔丽研究员、江民川硕士、赵浩然硕士，以及农药中心对本研究提供了重要支持。该研究得到了国家自然科学基金、中国农业科学院重大科技任务和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项等项目的经费支持。
