12月12日，贵州大学绿色农药全国重点实验室宋宝安院士团队，在我国卓越科技期刊领军期刊、中国工程院院刊《Engineering》（影响因子IF=11.6）上，在线发表了题为“The Tiny but Marvelous Methyl Group in Insecticide Discovery: A Perspective”的综述论文。文章系统阐述了农药领域中的“神奇甲基效应”，通过多个常用杀虫剂案例，说明甲基取代如何特异性增强对靶标的亲和力与生物活性，深入剖析了该现象背后的机理，指出当前尚未破解的科学问题，并就如何利用甲基加速新农药研发或优化现有农药性能提出了前瞻性见解。这篇综述有望为下一代基于甲基的农药分子优化策略提供思路，助力可持续的病虫害防治。
甲基（—CH3）作为最基本的有机基团，虽结构简单，却在生物学、遗传学及药理学中扮演着关键角色。例如，基因组的甲基化修饰如同精密调控的“开关”，主导基因的动态表达，在表观遗传学中具有重要意义。在药物研发中，策略性地引入甲基常可显著提升药效与药代动力学性质，此现象被称作“神奇甲基效应”。该效应在农药分子中同样存在，却长期缺乏系统性梳理。
本文首次系统综述了五大类常见杀虫剂（氨基甲酸酯、联苯菊酯、亚砜亚胺、介离子及异噁唑啉）中甲基对生物活性的关键影响，并阐释其潜在作用机制。甲基如同一种高度精确的分子“微调器”，可通过平衡空间位阻与分子柔性，精细优化化合物性能，使其生物活性达到最佳状态。此外，甲基也可作为前药修饰基团，虽不直接参与靶标结合，却能有效提升分子在抵达作用位点前的稳定性。
作者指出，未来有必要深入开展机理研究，揭示甲基的核心作用规律。许多具有新颖骨架的化合物在早期评价中活性不足，未必代表其无效，通过合理引入甲基，有望显著提升此类分子的生物利用度。结合计算化学与结构生物学手段，可进一步阐明甲基如何调控农药-靶标复合物的结合动力学与热力学过程。近年来，后期官能团化修饰已成为合成化学的研究热点，通过对类药分子进行合成后甲基化改造，有望快速优化现有农药骨架。随着人工智能技术的迅猛发展，AI辅助药物设计在农药先导化合物发掘中展现出巨大潜力。通过对农药“神奇甲基效应”分子机制的持续解密，有望将甲基从偶然发现的“灵丹妙药”，转变为可理性设计与精准应用的可持续植保工具。
贵州大学绿色农药全国重点实验室硕士研究生刘秋为论文第一作者，宋宝安院士为通讯作者。研究获得了国家自然科学基金和中央引导地方科技发展专项资金项目资助。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095809925007568
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