近日，南京农业大学理学院张明智教授团队在农业化学领域权威期刊《Advanced Agrochem》（最新影响因子9.2）在线发表综述论文“Quinoline-Indole Hybrids as Privileged Scaffolds: Synthetic Strategies, Biological Profiles and Medicinal Potential”。
论文系统梳理了1998—2026年间喹啉–吲哚杂合体的合成方法、生物活性与作用机制，既面向抗感染、抗肿瘤、抗阿尔兹海默等医药需求，也为农业病害防控中“抗性治理—绿色合成—分子创制”提供了可借鉴的骨架融合思路。（见图1）
图1：高生物活性的喹啉-吲哚杂合体分子结构
当前，无论是在临床用药还是农药/兽药应用中，耐药性问题都在持续加剧；与此同时，病害发生往往由多环节、多靶点因素共同驱动，单靶点、单药效团策略的局限性日益凸显。喹啉和吲哚均为典型含氮优势骨架：喹啉由吡啶环与苯环稠合而成，是奎宁、氯喹、甲氟喹、环丙沙星、拓扑替康等上市药物的核心结构；（见图2）吲哚则为苯并吡咯骨架，广泛存在于血清素等神经递质及多种抗菌活性物质中，维拉佐酮、帕比司他、地拉夫定、吲哚洛尔、吲哚美辛、Maxalt（利扎曲普坦）、乌米诺韦、昂丹司琼等药物均含吲哚单元。（见图3）将两类“优势结构”通过活性亚结构拼接融合，可在保留原有识别特征的同时拓展多靶点作用空间，因而成为突破传统药效团设计的重要方向。
图2：商品化的喹啉类分子结构
图3：商品化的吲哚类分子结构
该综述的核心内容是围绕“如何高效构建骨架”和“骨架能产生何种生物功能”两条主线展开。在合成策略上，论文归纳了过渡金属催化的C–N键形成与氧化偶联（见图4）、钯催化的Buchwald–Hartwig胺化及Heck型环化、铑催化的C–H活化与环化、EDC/HOBt或BOP介导的酰胺偶联、亲核芳香取代（SNAr）与亲核加成–消除反应，以及一锅法多组分环化/缩合等路径；同时特别关注催化与绿色化学方法，如水相Rh(III)环化、铁催化一锅转化、微波促进级联环化、PEG-400/可见光促进反应、壳聚糖-离子液体负载FeCl3多组分反应等，体现了原子经济性、步骤经济性和低废排放靠拢的趋势。
图4：喹啉-吲哚杂合体的骨架构建及金属催化反应机理
在生物活性与作用机制方面，该综述覆盖抗阿尔茨海默、抗细菌、抗癌、抗利什曼、抗疟、抗结核、抗病毒和抗真菌等方向，并归纳了huprine Y–色氨酸杂合体、tacrine–吲哚杂合体、喹啉–吲哚–Schiff碱、indolo[2,3-b]quinoline胍类衍生物、青蒿琥酯–indoloquinoline杂合体以及喹啉–靛红杂合体等代表性分子。机制上，杂合体可通过DNA嵌入/拓扑异构酶抑制、碳酸酐酶IX/XII抑制、微管蛋白秋水仙碱位点结合与G2/M阻滞、ROS累积、疟原虫血红素聚合阻断、细菌膜去极化与质子驱动力干扰、FtsZ聚合/GTP酶抑制，以及利什曼原虫DHFR-TS/PTR1和半胱氨酸蛋白酶抑制等多途径发挥作用。值得关注的是，论文重点分析了高活性喹啉–吲哚杂合体56t与烟草花叶病毒外壳蛋白TMV-CP的相互作用模式，显示其通过碳氢键、范德华力、π-阳离子、π-π堆积、烷基/π-烷基及疏水作用等多重作用增强抗病毒效应；这一结果对植物病毒病防控药剂设计具有直接启示。（见图5）类似地，抗耐药念珠菌、隐球菌及生物膜形成的结构相近骨架，也提示喹啉–吲哚/氮杂稠环体系在农业真菌病害防控中的开发潜力。
图5：高活性的喹啉-吲哚杂合体56t与烟草花叶病毒外壳蛋白（TMV-CP）的分子间相互作用机制图
该综述的不止于“总结活性”，更在于搭建了“医药—农药”共享的分子设计平台：一方面，喹啉–吲哚平面芳香骨架、可调控的氢键供受体与脂溶性特征，适合进一步优化靶向植物病原菌膜系统、病毒外壳蛋白或寄生生物关键酶的选择性；另一方面，绿色催化与一锅法策略可降低复杂杂环活性分子的制备成本与环境负荷，契合绿色农药和可持续农业的发展方向。论文展望中指出，当前研究仍多停留在体外活性与分子对接层面，明确靶点、体内药效、药代/毒理及抗性风险评价仍显不足；未来需结合结构生物学、计算化学与农业生物测定，建立可预测的构效关系模型，推动候选分子从“高活性”走向“可开发”。
南京农业大学为该论文第一署名单位和通讯单位。埃塞俄比亚贡德尔大学Gizachew Mulugeta Manahelohe副教授与南京农业大学理学院研究生李承松为共同第一作者，张明智教授为通讯作者；先正达中国施楚新、陈曦、李峰及理学院研究生汪洋参与资料整理与修订，贵州大学郝格非教授在论文写作与逻辑梳理方面提出重要建议。研究得到国家重点研发计划（2023YFD1700500）、国家自然科学基金（22677080）和科技部国际杰青计划项目（TYSP，Ethiopia-24-002）的支持。
据悉，《Advanced Agrochem》（《现代农业化学》）是由华中师范大学和中国化学会农业化学专业委员会共同主办、科爱（KeAi）合作出版的国际学术期刊，创刊于2022年9月，出版周期为季刊。覆盖农业化学众多子领域学科的开放获取型国际期刊，根据2026年6月科睿唯安发布的最新《期刊引证报告》（JCR），该刊获得首个影响因子9.2，位列JCR Q1区，在“Agriculture, Multidisciplinary”学科排名5/95、“Chemistry, Applied”学科排名9/77。该刊已被ESCI、Scopus、DOAJ、CAS、CSCD、BIOSIS Previews等9大国内外权威数据库收录。期刊于2024 年入选中国科技期刊卓越行动计划二期高起点新刊项目，2025年被《科技期刊世界影响力指数报告（WJCI）》评为农艺学领域第一。
论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2773237126001115
文字：张明智团队
校对：刘玉洁
审核：吴顺凡
