Научная статья на тему 'ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ВАЛИДНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПИРЕТРОИДОВ С ВЕЩЕСТВАМИ-СИНЕРГИСТАМИ ИЗ ГРУППЫ ЛИГНАНОВ '

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ВАЛИДНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПИРЕТРОИДОВ С ВЕЩЕСТВАМИ-СИНЕРГИСТАМИ ИЗ ГРУППЫ ЛИГНАНОВ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
9
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Вестник аграрной науки
ВАК
AGRIS
RSCI
Область наук
Ключевые слова
Молекулярный докинг / синергисты / клеточная мишень / лиганд / инсектициды / Molecular docking / synergists / cellular target / ligand / insecticides

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Муковоз П. П., Ерохова М. Д., Валиуллин Л. Р., Андреевская Б. Б., Поляков Д. Д.

Для предотвращения резистентности насекомых-вредителей, одной из основных проблем защиты сельскохозяйственных культур, к инсектицидам применяют ротацию используемых препаратов, совместное внесение действующих веществ из разных химических групп, а также включение в состав препаратов соединений, усиливающих биологическую активность действующих веществ. Такие вещества-синергисты действуют на ферменты насекомого, инактивирующие инсектицид, позволяя гораздо большему числу молекул инсектицидов взаимодействовать с клеточной мишенью насекомого, значительно увеличивают эффективность препаратов. Поэтому с целью изучения валидности применения веществ-синергистов из группы бензодиоксоланов совместно с пиретроидными инсектицидами, проведены теоретические расчеты, моделирующие механизмы взаимодействия пиретроидов и производных бензодиоксоланов с клеточными мишенями насекомых. Рассчитано, что с наибольшей вероятностью в химическом взаимодействии с электофильными реагентами (каким является железо гемма) будут участвовать только атомы кислорода и углерода кратных связей. С помощью квантово-химических расчетов получены энергии образования комплексов лигандов с аминокислотами активного центра фермента – часть этих комплексов оказалась достаточно устойчива (самым устойчивым являлся комплекс с пиперанилбутоксидов, в то время как комплексы с эписезамином и сезаминолом имели слишком высокие значения энергий). Предложены модели, описывающие блокаду бензодиоксоланами активных центров ферментов, инактивирующих пиретроиды. Представлены расчеты, показывающие эффективность связывания бензодиоксолановых фармакофоров с активными центрами оксигеназ насекомых-вредителей, позволяющие использовать такие лигнананы в качестве веществ-синергистов. Проведенные теоретические расчеты моделей веществ-синергистов из группы лигнананов совместно с пиретроидными инсектицидами дают возможность дальнейшей экспериментальной проверки путем последующего биотестирования предложенных моделей на насекомых-вредителях сельскохозяйственных растений.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Муковоз П. П., Ерохова М. Д., Валиуллин Л. Р., Андреевская Б. Б., Поляков Д. Д.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THEORETICAL CALCULATIONS OF THE VALIDITY OF THE USE OF PYRETHROIDS WITH SYNERGISTIC SUBSTANCES FROM THE LIGNAN GROUP

To prevent the resistance of insect pests to insecticides, one of the main problems in the protection of agricultural crops, rotation of the preparations, the joint introduction of active substances from different chemical groups, as well as the inclusion in the composition of preparations of compounds that enhance the biological activity of the active substances are applied. Such synergistic substances act on insect enzymes that inactivate the insecticide, allowing a much larger number of insecticide molecules to interact with the insect's cellular target, significantly increasing the effectiveness of drugs. Therefore, in order to study the validity of the use of synergistic substances from the benzodioxolane group together with pyrethroid insecticides, theoretical calculations have been carried out modeling the mechanisms of interaction of pyrethroids and benzodioxolane derivatives with insect cellular targets. It is calculated that only oxygen and carbon atoms of multiple bonds are most likely to participate in chemical interaction with electophilic reagents (such as gemma iron). Using quantum chemical calculations, the energies of formation of complexes of ligands with amino acids of the active center of the enzyme were obtained – some of these complexes turned out to be quite stable (the most stable was the complex with piperanyl butoxides, while complexes with episesamine and sesaminol had too high energy values). Models describing the blockade of active centers of enzymes inactivating pyrethroids by benzodioxolanes are proposed. The calculations showing the effectiveness of binding benzodioxolane pharmacophores to the active centers of insect oxygenases, allowing the use of such lignananes as synergistic substances, are presented. The theoretical calculations of the models of synergistic substances from the lignanane group together with pyrethroid insecticides make it possible to further experimental verification by subsequent biotesting of the proposed models on insect pests of agricultural plants.

Текст научной работы на тему «ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ВАЛИДНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПИРЕТРОИДОВ С ВЕЩЕСТВАМИ-СИНЕРГИСТАМИ ИЗ ГРУППЫ ЛИГНАНОВ »

УДК 632.4 + 632.9 + 547.341

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ВАЛИДНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПИРЕТРОИДОВ С ВЕЩЕСТВАМИ-СИНЕРГИСТАМИ ИЗ ГРУППЫ ЛИГНАНОВ

THEORETICAL CALCULATIONS OF THE VALIDITY OF THE USE OF PYRETHROIDS WITH SYNERGISTIC SUBSTANCES FROM THE LIGNAN GROUP

Муковоз П.П.1, доктор химических наук, младший научный сотрудник Mukovoz P.P., Doctor of Chemical Sciences, Junior Researcher Ерохова М.Д.1, младший научный сотрудник Erokhova M.D., Junior Researcher Валиуллин Л.Р.1'2 , кандидат биологических наук, заведующий лабораторией Valiullin L.R., Candidate of Biological sciences, Head of the laboratory Андреевская Б.Б.1, младший научный сотрудник Andreevskaya B.B., Junior Researcher Поляков Д.Д.1, младший научный сотрудник

Polyakov D.D., Junior Researcher Вечерова В.М.1, младший научный сотрудник Vecherova V.M., Junior Researcher

1 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии»,

Московская область, р.п. Большие Вяземы, Россия Federal State Budgetary Scientific Institution"All-Russian Research Institute of Phytopathology" Moscow region, r.s. Bolshie Vyazemy, Russia

2 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической

безопасности», Казань, Научный городок-2, Россия Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Center for Toxicological, Radiation and Biological Safety" Kazan, Scientific Town-2, Russia E-mail: [email protected]

Работа выполнена в рамках Государственного задания ФГБНУ ВНИИФ № FGGU-2022-0010.

Для предотвращения резистентности насекомых-вредителей, одной из основных проблем защиты сельскохозяйственных культур, к инсектицидам применяют ротацию используемых препаратов, совместное внесение действующих веществ из разных химических групп, а также включение в состав препаратов соединений, усиливающих биологическую активность действующих веществ. Такие вещества-синергисты действуют на ферменты насекомого, инактивирующие инсектицид, позволяя гораздо большему числу молекул инсектицидов взаимодействовать с клеточной мишенью насекомого, значительно увеличивают эффективность препаратов. Поэтому с целью изучения валидности применения веществ-синергистов из группы бензодиоксоланов совместно с пиретроидными инсектицидами, проведены теоретические расчеты, моделирующие механизмы взаимодействия пиретроидов и производных бензодиоксоланов с клеточными мишенями насекомых. Рассчитано, что с наибольшей вероятностью в химическом взаимодействии с электофильными реагентами (каким является железо гемма) будут участвовать только атомы кислорода и углерода кратных связей. С помощью квантово-химических расчетов получены энергии образования комплексов лигандов с аминокислотами активного центра фермента - часть этих комплексов оказалась достаточно устойчива (самым устойчивым являлся комплекс с пиперанилбутоксидов, в то время как комплексы с эписезамином и сезаминолом имели слишком высокие значения энергий). Предложены модели, описывающие блокаду бензодиоксоланами активных центров ферментов, инактивирующих пиретроиды. Представлены расчеты, показывающие эффективность связывания бензодиоксолановых фармакофоров с активными центрами оксигеназ насекомых-вредителей, позволяющие использовать такие лигнананы в качестве веществ-синергистов.

Проведенные теоретические расчеты моделей веществ-синергистов из группы лигнананов совместно с пиретроидными инсектицидами дают возможность дальнейшей экспериментальной проверки путем последующего биотестирования предложенных моделей на насекомых-вредителях сельскохозяйственных растений.

Ключевые слова. Молекулярный докинг, синергисты, клеточная мишень, лиганд, инсектициды.

To prevent the resistance of insect pests to insecticides, one of the main problems in the protection of agricultural crops, rotation of the preparations, the joint introduction of active substances from different chemical groups, as well as the inclusion in the composition of preparations of compounds that enhance the biological activity of the active substances are applied. Such synergistic substances act on insect enzymes that inactivate the insecticide, allowing a much larger number of insecticide molecules to interact with the insect's cellular target, significantly increasing the effectiveness of drugs. Therefore, in order to study the validity of the use of synergistic substances from the benzodioxolane group together with pyrethroid insecticides, theoretical calculations have been carried out modeling the mechanisms of interaction of pyrethroids and benzodioxolane derivatives with insect cellular targets. It is calculated that only oxygen and carbon atoms of multiple bonds are most likely to participate in chemical interaction with electophilic reagents (such as gemma iron). Using quantum chemical calculations, the energies of formation of complexes of ligands with amino acids of the active center of the enzyme were obtained -some of these complexes turned out to be quite stable (the most stable was the complex with piperanyl butoxides, while complexes with episesamine and sesaminol had too high energy values). Models describing the blockade of active centers of enzymes inactivating pyrethroids by benzodioxolanes are proposed. The calculations showing the effectiveness of binding benzodioxolane pharmacophores to the active centers of insect oxygenases, allowing the use of such lignananes as synergistic substances, are presented. The theoretical calculations of the models of synergistic substances from the lignanane group together with pyrethroid insecticides make it possible to further experimental verification by subsequent biotesting of the proposed models on insect pests of agricultural plants. Keywords. Molecular docking, synergists, cellular target, ligand, insecticides.

Введение. Развитие резистентности насекомых-вредителей к инсектицидным препаратам является одной из главных проблем защиты сельскохозяйственных растений, чему способствует обилие видов вредителей, их высокая плодовитость, быстрота размножения и распространения [1-3].

Для предотвращения резистентности насекомых-вредителей к инсектицидам применяют ротацию используемых препаратов, совместное внесение действующих веществ из разных химических групп, а также включение в состав препаратов соединений, усиливающих биологическую активность действующих веществ [4-6]. Такие соединения, называемые веществами-синергистами, могут сами не обладать выраженным биоцидным действием, однако, действуя на ферменты насекомого, инактивирующие инсектицид, блокируют или разрушают значительную часть таких энзимов [7-9]. В результате, с клеточной мишенью насекомого взаимодействует значительно больше молекул инсектицида, обеспечивая более высокий токсический эффект для вредителя, одновременно снижая норму расхода действующих веществ. Следует также отметить, что резистентность вредителей к веществам-синергистам обычно не развивается, поскольку сами они не являются веществами, непосредственно действующими на клеточную мишень и их присутствие в организме не критично для насекомого. Немаловажной является также и стоимость веществ-синергистов, которая, в большинстве случаев, значительно ниже цены пестицидов, что позволяет снизить затраты на разработку новых или модификацию известных действующих веществ, используя уже известные пестициды совместно с синергистами. Таким образом, экономический эффект от применения веществ-синергистов очевиден, а поиск веществ, позволяющих использовать их в этом качестве, является актуальной задачей, реализация которой позволяет снизить риски развития резистентности

вредителей сельскохозяйственной продукции и повысить эффективность ведения отечественного аграрного сектора [10, 11].

Цель работы. Целью работы являлись теоретические расчеты валидности применения веществ-синергистов из группы лигнананов совместно с пиретроидными инсектицидами и моделирование механизмов действия пиретроидов на клеточные мишени насекомых в присутствие веществ-синергистов.

На основании анализа сведений о химическом строении пиретроидных инсектицидов были отобраны следующие объекты, наиболее перспективные для дальнейших исследований: 1) клеточные оксигеназы насекомых - белки-ферменты, окисляющие пиретроидные инсектициды; 2) синтетические вещества-синергисты из группы бензодиоксоланов (пиперанилбутоксид), природные вещества-синергисты из группы алкалоидов (пиперин, пипериновая кислота), а также структурно родственные им в химическом отношении природные вещества из группы лигнанов (сезамин, сезамолин, сезамол и др.) -ингибиторы оксигеназ, блокирующие активные центры соответствующих ферментов. Таким образом, в качестве клеточных мишеней для веществ-синергистов в данном исследовании выступали активные центры оксигеназ, а лигандами (молекулами, взаимодействующими с мишенью и приводящими к биохимическому или физиологическому ответу) - замещенные бензодиоксоланы.

Методика исследования. Сведения о структуре геометрических параметров активных центров соответствующих ферментов, а также аминокислотной последовательности молекул белкового матрикса получали, проводя поиск соответствующих белков в базе данных научно-исследовательской лаборатории структурной биоинформатики «Protein Data Bank» (RCSB PDB). Оптимизацию параметров клеточных мишеней и расчет расположения лиганда производили в программе AutoDock 4 [12]. Дополнительный подбор фармакофорной модели производили в программе FireFly по модели QM/MM+ [13, 14]. Конформационный подбор лигандов и их оптимизация на первом этапе производили с помощью программ FireFly, Molpro, Chemcraft [15]. Отдельные расчеты были выполнены в программе GAUSSIAN (GaussView) [16]. Оптимизацию геометрических параметров равновесных состояний исследуемых соединений и их промежуточных интермедиатов осуществляли в рамках метода теории функционала плотности (DFT), с обменно-корреляционным (гибридным) функционалом B3LYP, на функциях неограниченного метода Кона-Шэма с базисным набором 6-311+G [17]. Учет растворителя производили с помощью PCM-C. При расчете колебательных спектров масштабирующий коэффициент не применялся. Оптимизацию геометрических параметров равновесных состояний комплексов мишень-лиганд осуществляли методом DFT, с использованием гибридного функционала B3LYP [18], на функциях неограниченного метода Хартри-Фока с базисом 6-31 G(1p,1 d) с учетом теории возмущений Меллера-Плессе (MP2) [19]. Оптимизацию проводили для связей атомов кислорода, азота и углерода мишеней или лигандов, остальные естественные переменные замораживались. Расчет и анализ профилей сечений поверхности потенциальной энергии (ППЭ) производили по методу DFT с использованием B3LYP/6-31G(p,d) базиса. Расчет колебательных спектров отдельных молекул лигандов и спектров комплексов лигандов с мишенью, проводили с помощью метода DFT с учетом энергетической поправки MP2. Все рассчитанные частоты ИК-спектров,

полученные при использовании функционала B3LYP/6-31G(p,d) были умножены на множитель 0.9823 (scaling factor), а при использовании метода MP2/6-31G(p,d)

- на 0.9931 [20], расчеты проводили в пакете программ FireFly 8.1. [21-22]. Соответствие минимумам, полученным при оптимизации стационарных точек на поверхности потенциальной энергии, проверяли вычислением матрицы Гессе и анализом на отсутствие мнимых частот. В качестве модельного пиретроидного инсектицида был выбран циперметрин, в качестве синтетических веществ-синергистов - пиперанилбутоксид, в качестве природных веществ-синергистов, содержащихся в коммерчески доступных природных растительных или эфирных маслах (кунжутном, кананговом и анисовом) - бензодиоксоланы (сезамин, эписезамин, сезамолин, сезамол и сезаминол), а в качестве природных веществ-синергистов из группы алкалоидов - пиперин и пипериновая кислота.

Результаты и их обсуждение. К сожалению, подходящих моделей оксигеназ, принадлежащих насекомым, в базе данных PDB нами обнаружено не было. Поэтому, в качестве модельного фермента нами была выбрана цитохром Р450-зависимая монооксигеназа (идентификационный номер 3G1Q в базе PDB)

- мембраносвязанный фермент, принадлежащий паразитическим простейшим (Trypanosoma brucei). Выбор данной модели определялся, во-первых, тем, что данный фермент катализирует окисление сложных эфиров, имеющих структурное сходство с пиретроидами. Во-вторых, описанные в литературе ингибиторы цитохромов, структурно близки замещенным бензодиоксоланам -вещества-синергисты, усиливающим действие пиретроидов. В-третьих, цитохром Р450-зависимая монооксигеназа является низкоспецифичным ферментом, окисляющим множество различных групп ксенобиотиков. Так, при значительной вариабельности аминокислотной последовательности в белковом матриксе, активные центры цитохромов Р450, содержащие гем в качестве кофактора, а также использующие в процессе окисления субстрата универсальный кофермент никотинамидадениндинуклеотидфосфат (донор электронов) - достаточно консервативны. Поэтому, моделирование комплексов, включающих только активные центры ферментов и не затрагивающее всю аминокислотную последовательность, может достаточно удовлетворительно описать процессы взаимодействия лиганда с белком. Кроме того, моделирование процессов связывания лигандов с белками, основанное на квантово-химических расчетах соответствующих комплексов, требует больших вычислительных ресурсов и машинного времени. В этой связи, замена расчетов комплекса лиганд-белок, на расчеты, ограниченные взаимодействием лиганда только с активным центром, значительно упрощает задачу и уменьшает время расчетов. Методами компьютерного моделирования была проведена полная оптимизация молекул лигандов, входящих в уравнения построенных взаимодействий, решены термодинамические задачи, вычислены матрицы Гессе, получены данные распределения электронной плотности молекул, дипольных моментов, величины зарядов на атомах, вычислены полная валентность на каждом атоме и термодинамические потенциалы, а также построены теоретические ИК-спектры данных лигандов. В результате расчетов было установлено, что отрицательный электростатический потенциал (и основная часть электронной плотности) сосредоточен, в основном, вблизи атомов кислорода лигандов, а также в аксиальной области ароматического кольца бензодиоксолановых фрагментов. На остальной области пространства вокруг молекул лигандов преобладает положительный электростатический потенциал (рисунок 1).

Рисунок 1 - Распределение электронной плотности на атомах в молекуле

сезамина.

Таким образом, было показано, что с наибольшей вероятностью в химическом взаимодействии с электофильными реагентами (каким является железо гемма) будут участвовать только атомы кислорода и углерода кратных связей. В результате дальнейших исследований были рассчитаны энергии образования комплексов веществ-синергистов (пиперанилбутоксид, сезамина, эписезамина, сезамолина, сезамола и сезаминола, пиперина и пипериновой кислоты) с железом гемма, входящего в состав активного центра фермента, а также аминокислотными остатками, образующими этот центр: тирозина, имеющего фенольный радикал (-PhOH), глутаминовой и аспарагиновой кислот, имеющих карбоксильную группу (-COOH) и цистеина, имеющего тиольный радикал При выполнении этой задачи требовалось осуществить выбор

наиболее вероятных сайтов связывания лигандов в активном центре

фермента, что было успешно реализовано с помощью квантово-химических расчетов: результаты подтверждали возможность образования таких комплексов, а также соблюдение условия их электронейтральности (рисунок 2, таблица 1).

Таблица 1 - Энергии образования комплексов лигандов с аминокислотами активного центра фермента_

Лиганд Энергия образования

кДж/моль ДE0, кДж/моль

Пиперанилбутоксид (I) -1311.8 0

Сезамин (II) -1021.5 -290.3

Сезамолин (III) -789.4 -522.4

Сезамол (IV) -734.2 -577.6

Пипериновая кислота (V) -631.3 -680.5

Эписезамин (VI) - -

Пиперин (VII) -751.3 -537.7

Сезаминол (VIII) - -

Вычисленные значения изменения полной энергии (таблица 1) показали, что комплексы I, II являются достаточно устойчивыми, а самым устойчивым, являлся комплекс пиперанилбутоксид I. Комплексы III, IV, V, VII обладали немного большей энергией, чем системы I, II, однако их существование, по данным расчетов, было также возможно. Комплексы VI, VIII оказались

неустойчивыми, поскольку обладали аномально высокими значениями энергии, что должно было приводить к их разрушению. Анализ результатов компьютерного моделирования позволил нами интегрировать полученные данные с механизмом процесса окисления субстратов цитохром Р450-зависимыми монооксигеназами, который достаточно хорошо изучен на примере работы данного фермента в различных клетках человеческого организма. Так, катализ фермента сводится к гидроксилированию субстрата (введению в С-Н связь окисляемой молекулы атома кислорода с образованием гидроксильной группы С-О-Н). Железо гемма, расположенного в активном центре фермента, имеет шесть координационных связей. Четыре координационных места, расположенные в одной плоскости, связаны с остатком порфиринового фрагмента. Еще одно место в аксиальном направлении к плоскости порферина, ковалентно связано с остатком цистеина белкового матрикса, а шестое место, противоположное остатку цистеина в аксиальном положении к порфериновому циклу, занято молекулой воды.

При взаимодействии с молекулой субстрата, который фиксируется в активном центре в непосредственной близости от гемма, вода уходит, освобождая координационное место с образованием фермент-субстратного комплекса. В случае гидроксилирования субстрата, имеющего ароматические фрагменты, основой фермент-субстратного взаимодействия является образование п-комплекса ароматического кольца и катиона Ре3+ гемма. Далее, фермент-субстратный комплекс восстанавливается электроном, который передается по цепи переноса с участием кофермента никотинамидадениндинуклеотидфосфата.

Рисунок 2 - Комплекс сезамина с цитохром Р450-зависимой монооксигеназой в активном центре фермента. Обозначены остатки аминокислот, взаимодействующие с лигандом. Цифрами обозначены номера

аминокислот в белковом матриксе

Последующее присоединение молекулы кислорода по шестому координационному месту активирует кислород, переводя его из триплетного, в высокореакционноспособное, синглетное состояние с образованием фермент-субстрат-кислородного комплекса. Далее, происходит каскад реакций, сопровождаемых переносом второго электрона и двух протонов на кислород, приводящих к образованию молекулы воды. В данном процессе принимают участие остаток тирозина активного центра фермента и железо гемма. Оставшийся при комплексе активированный атом кислорода осуществляет С-гидроксилирование субстрата по механизму «отрыв водорода - кислородная перегруппировка» с освобождением окисленного субстрата и регенерацией фермента.

При замене субстрата на лиганды с бензодиоксолановым фрагментом, расчеты свидетельствовали, что фрагменты их молекул, обладающие значительным положительным электростатическим потенциалом, фиксируются в активном центре фермента при отрицательно заряженных карбоксильных группах глутаминовой или аспарагиновой кислот. Далее, бензодиоксолановый фрагмент лиганда, обладающий высокой электронной плотностью и отрицательным электростатическим потенциалом, необратимо взаимодействует с катионом железа с образованием прочного фермент-лигандного п-комплекса по шестому координационному месту гемма. Данный процесс сопровождаться освобождением молекула воды и исключает дальнейшее восстановление железа электроном, а также присоединение молекулы кислорода по шестому координационному месту. Происходит инактивация фермента, который становится неспособным окислять молекулы пиретроидов. Отметим, что такие блокаторы цитохром Р450-зависимых монооксигеназ, как производные амфетаминов (ЛСД, «экстази» и другие психоделики), обладают близким механизмом инактивации. Данные соединения, также как и алкалоид пиперин или лигнаны сезамин и сезамолин, имеют в составе молекулы бензодиоксолановый фрагмент, обуславливающий необратимое образование п-комплекса с железом гемма. Отличия в механизме взаимодействия производных амфетаминов и лигнанов сводятся к первоначальной стадии фиксации лиганда в активном центре фермента: амфетамины, имеющие в составе молекулы также и аминогруппу, еще более прочно связываются с остатками глутаминовой или аспарагиновой кислот. Таким образом, в результате компьютерного моделирования было показано, что фармакофорные модели лигандов, эффективно блокирующие цитохром Р450-зависимые монооксигеназы, должны включать в составе молекулы шестичленный ароматический фрагмент, аннелированный пятичленный диоксолановым циклом.

Выводы. Реализованные в настоящей работе теоретические расчеты валидности применения веществ-синергистов из группы лигнананов совместно с пиретроидными инсектицидами дают возможность дальнейшей экспериментальной проверки путем последующего биотестирования предложенных моделей на насекомых-вредителях сельскохозяйственных растений.

Авторы работы выражают благодарность АО «Чебоксарское производственное объединение имени В.И.Чапаева» за предоставление рабочих материалов для проведения исследований.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Дорожкина Н.А. Справочник по защите сельскохозяйственных растений от вредителей и болезней. Минск: Урожай, 1969. 286 с.

2. Яхонтов В.В. Вредители сельскохозяйственных растений и продуктов Средней Азии и борьба с ними. Ташкент: Государственное изд-во УзССР, 1953. 6б3 с.

3. Щеголев В.Н. Сельскохозяйственная энтомология. М. Л: Сельхозгиз, 1960. 371 с.

4. Соколов М.С. Здоровая почва - условие устойчивости и развития агро- и социосфер (проблемно-аналитический обзор) / М.С. Соколов, А.М. Семенов, Ю.Я. Спиридонов, Т.Ю. Торопова, А.П. Глинушкин // Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2020. № 1. С. 12-21. DOI: 10.31857/S0002332920010142.

5. Соколов М.С. Технологические особенности почвозащитного ресурсосберегающего земледелия (в развитие концепции ФАО) / М.С. Соколов, А.П. Глинушкин, Ю.Я. Спиридонов, Е.Ю. Торопова, О.Д. Филипчук // Агрохимия. 2019. № 5. С. 3-20. DOI: 10.1134/S000218811905003X.

6. Семенов А.М., Глинушкин А.П., Соколов М.С. Здоровье почвенной экосистемы: от фундаментальной постановки к практическим решениям // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2019. № 1. С. 5-18.

7. Соколов М.С. Управляемая коэволюция педосферы - реальная биосферная стратегия XXI века (вклад в развитие ноосферных идей В.И. Вернадского) / М.С. Соколов, Ю.Я. Спиридонов, В.П. Калиниченко, А.П. Глинушкин // Агрохимия. 2018. № 11. С. 3-18. DOI: 10.1134/S0002188118110091.

8. Романова И.Н., Рыбченко Т.И., Птицына Н.В. Агробиологические основы производства зерновых культур. Смоленск: Смоленская государственная сельскохозяйственная академия, 2008. 109 с.

9. Романова И.Н. Совершенствование технологий производства зерна и семян в Центральном регионе России / И.Н. Романова, О.П. Беляева, Н.В. Птицына, Т.И. Рыбченко // Известия Смоленского государственного университета. 2011. № 4 (16). С. 101-108.

10. Терентьев С.Е., Птицына Н.В., Можекина Е.В. Азотное питание и качество пивоваренного солода // Пиво и напитки. 2017. № 6. С. 14-17.

11. Ториков В.Е., Птицына Н.В. Качество зерна озимой пшеницы в зависимости от сроков посева и уровня минерального питания // Вестник Алтайского аграрного гос. университета. 2017. № 3 (149). С. 11-15.

12. Huey R., Morris G. M., Forli S. Using AutoDock 4 and AutoDock vina with AutoDockTools: a tutorial // The Scripps Research Institute Molecular Graphics Laboratory. 2012. V. 10550. P. 92037.

13. Liu F., Yang Z., Mei Y., Houk K. N. QM/QM' Direct Molecular Dynamics of Water-Accelerated Diels-Alder Reaction // The Journal of Physical Chemistry B. 2016. V. 120. №. 26. P. 6250-6254. DOI: org/10.1021/acs.jpcb.6b02336.

14. Senn H. M., Thiel W. QM/MM methods for biomolecular systems // Angewandte Chemie International Edition. 2009. V. 48. №. 7. P. 1198-1229. DOI: org/10.1002/anie.200802019.

15. Chemcraft is a graphical program for working with quantum chemistry computations [Электронный ресурс] -Режим доступа: https://www.chemcraftprog.com/

16. Frisch A. Gaussian 09W Reference // Wallingford, USA, 25p. 2009. V. 470.

17. Rassolov, V. A., Ratner, M. A., Pople, J. A., Redfern, P. C., Curtiss, L. A. 6-31G* basis set for third-row atoms //Journal of Computational Chemistry. 2001. V. 22. №. 9. P. 976-984. DOI: org/10.1002/jcc.1058.

18. Tirado-Rives J., Jorgensen W. L. Performance of B3LYP density functional methods for a large set of organic molecules //Journal of chemical theory and computation. 2008. V. 4. №. 2. P. 297-306. DOI: 10.1021/ct700248k.

19. Feyereisen M., Fitzgerald G., Komornicki A. Use of approximate integrals in ab initio theory. An application in MP2 energy calculations //Chemical physics letters. 1993. V. 208. №. 5-6. P. 359-363. DOI: 10.1016/0009-2614(93)87156-В.

20. Merrick J.P., Moran D., Radom L. An evaluation of harmonic vibrational frequency scale factors // J. Phys. Chem. A. 007. № 111. P. 11683-11700. DOI: 10.1021/jp073974n.

21. Firefly computational chemistry program [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://classic.chem.msu.su/gran/firefly/index.html

22. Neto A.C., Muniz E.P., Centoducatte R., Jorge F.E. Gaussian basis sets for correlated wave functions. Hydrogen, helium, first-and second-row atoms // Journal of Molecular Structure: THEOCHEM. 2005. V. 718. No. 1-3. P. 219-224. DOI:10.1016/j.theochem.2004.11.037.

23. Mukovoz V., Mukovoz P., Dolzhenko V., Meshalkin V. Isolation of extracts of wormwood - effective natural insecticides of the terpenoid group // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: 17. Saint-Petersburg: IOP Publishing Ltd, 2020. P. 012007. DOI 10.1088/1755-1315/578/1/012007.

24. Mukovoz P., Mukovoz V., Dankovtseva E. Isolation of dalmatian chamomile extracts - environmentally friendly natural compounds with insecticidal action // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: 17. Saint-Petersburg: IOP Publishing Ltd, 2020. P. 012010. DOI: 10.1088/1755-1315/578/1/012010.

REFERENCE

1. Dorozhkina N.A. Spravochnik po zashchite selskokhozyaystvennykh rasteniy ot vrediteley i bolezney. Minsk: Urozhay, 1969. 286 s.

2. Yakhontov V.V. Vrediteli selskokhozyaystvennykh rasteniy i produktov Sredney Azii i borba s nimi. Tashkent: Gosudarstvennoe izd-vo UzSSR, 1953. 663 s.

3. Shchegolev V.N. Selskokhozyaystvennaya entomologiya. M. L: Selkhozgiz, 1960. 371 s.

4. Sokolov M.S. Zdorovaya pochva - uslovie ustoychivosti i razvitiya agro- i sotsiosfer (problemno-analiticheskiy obzor) / M.S. Sokolov, A.M. Semenov, Yu.Ya. Spiridonov, T.Yu. Toropova, A.P. Glinushkin // Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Seriya biologicheskaya. 2020. № 1. S. 12-21. DOI: 10.31857/S0002332920010142.

5. Sokolov M.S. Tekhnologicheskie osobennosti pochvozashchitnogo resursosberegayushchego zemledeliya (v razvitie kontseptsii FAO) / M.S. Sokolov, A.P. Glinushkin, Yu.Ya. Spiridonov, Ye.Yu. Toropova, O.D. Filipchuk // Agrokhimiya. 2019. № 5. S. 3-20. DOI: 10.1134/S000218811905003X.

6. Semenov A.M., Glinushkin A.P., Sokolov M.S. Zdorove pochvennoy ekosistemy: ot fundamentalnoy postanovki k prakticheskim resheniyam // Izvestiya Timiryazevskoy selskokhozyaystvennoy akademii. 2019. № 1. S. 5-18.

7. Sokolov M.S. Upravlyaemaya koevolyutsiya pedosfery - realnaya biosfernaya strategiya XXI veka (vklad v razvitie noosfernykh idey V.I. Vernadskogo) / M.S. Sokolov, Yu.Ya. Spiridonov, V.P. Kalinichenko, A.P. Glinushkin // Agrokhimiya. 2018. № 11. S. 3-18. DOI: 10.1134/S0002188118110091.

8. Romanova I.N., Rybchenko T.I., Ptitsyna N.V. Agrobiologicheskie osnovy proizvodstva zernovykh kultur. Smolensk: Smolenskaya gosudarstvennaya selskokhozyaystvennaya akademiya, 2008. 109 s.

9. Romanova I.N. Sovershenstvovanie tekhnologiy proizvodstva zerna i semyan v Tsentralnom regione Rossii / I.N. Romanova, O.P. Belyaeva, N.V. Ptitsyna, T.I. Rybchenko // Izvestiya Smolenskogo gosudarstvennogo universiteta. 2011. № 4 (16). S. 101-108.

10. Terentev S.Ye., Ptitsyna N.V., Mozhekina Ye.V. Azotnoe pitanie i kachestvo pivovarennogo soloda // Pivo i napitki. 2017. № 6. S. 14-17.

11. Torikov V.Ye., Ptitsyna N.V. Kachestvo zerna ozimoy pshenitsy v zavisimosti ot srokov poseva i urovnya mineralnogo pitaniya // Vestnik Altayskogo agrarnogo gos. universiteta. 2017. № 3 (149). S. 11-15.

12. Huey R., Morris G. M., Forli S. Using AutoDock 4 and AutoDock vina with AutoDockTools: a tutorial // The Scripps Research Institute Molecular Graphics Laboratory. 2012. V. 10550. P. 92037.

13. Liu F., Yang Z., Mei Y., Houk K. N. QM/QM' Direct Molecular Dynamics of Water-Accelerated Diels-Alder Reaction // The Journal of Physical Chemistry B. 2016. V. 120. №. 26. P. 6250-6254. DOI: org/10.1021/acs.jpcb.6b02336.

14. Senn H. M., Thiel W. QM/MM methods for biomolecular systems // Angewandte Chemie International Edition. 2009. V. 48. №. 7. P. 1198-1229. DOI: org/10.1002/anie.200802019.

15. Chemcraft is a graphical program for working with quantum chemistry computations [Elektronnyy resurs] -Rezhim dostupa: https://www.chemcraftprog.com/

16. Frisch A. Gaussian 09W Reference // Wallingford, USA, 25p. 2009. V. 470.

17. Rassolov, V. A., Ratner, M. A., Pople, J. A., Redfern, P. C., Curtiss, L. A. 6-31G* basis set for third-row atoms //Journal of Computational Chemistry. 2001. V. 22. №. 9. P. 976-984. DOI: org/10.1002/jcc.1058.

18. Tirado-Rives J., Jorgensen W. L. Performance of B3LYP density functional methods for a large set of organic molecules //Journal of chemical theory and computation. 2008. V. 4. №. 2. P. 297-306. DOI: 10.1021/ct700248k.

19. Feyereisen M., Fitzgerald G., Komornicki A. Use of approximate integrals in ab initio theory. An application in MP2 energy calculations //Chemical physics letters. 1993. V. 208. №. 5-6. P. 359-363. DOI: 10.1016/0009-2614(93)87156-V.

20. Merrick J.P., Moran D., Radom L. An evaluation of harmonic vibrational frequency scale factors // J. Phys. Chem. A. 007. № 111. P. 11683-11700. DOI: 10.1021/jp073974n.

21. Firefly computational chemistry program [Elektronnyy resurs] - Rezhim dostupa: http://classic.chem.msu.su/gran/firefly/index.html

22. Neto A.C., Muniz E.P., Centoducatte R., Jorge F.E. Gaussian basis sets for correlated wave functions. Hydrogen, helium, first-and second-row atoms // Journal of Molecular Structure: THEOCHEM. 2005. V. 718. No. 1-3. P. 219-224. DOI:10.1016/j.theochem.2004.11.037.

23. Mukovoz V., Mukovoz P., Dolzhenko V., Meshalkin V. Isolation of extracts of wormwood - effective natural insecticides of the terpenoid group // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: 17. Saint-Petersburg: IOP Publishing Ltd, 2020. P. 012007. DOI 10.1088/1755-1315/578/1/012007.

24. Mukovoz P., Mukovoz V., Dankovtseva E. Isolation of dalmatian chamomile extracts - environmentally friendly natural compounds with insecticidal action // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: 17. Saint-Petersburg: IOP Publishing Ltd, 2020. P. 012010. DOI: 10.1088/1755-1315/578/1/012010.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.