Fortschritte in der Forschung zu aktiven Aminosäuren von Pestiziden aus natürlichen Quellen
Naturprodukte sind seit jeher eine wichtige Quelle für Arzneimittel und Arzneimittel-Leitverbindungen. Laut der Statistik über den weltweiten Absatz von Pestiziden aus dem Jahr 2014 entfielen in den letzten 60 Jahren etwa 21% des Gesamtumsatzes auf Pestizide auf Basis von Naturprodukten. Rechnet man die auf der Grundlage von Naturprodukten entwickelten Pestizide hinzu, erreicht dieser Anteil 53%, und einige Forscher glauben, dass dieser Anteil sogar 70% erreichen könnte.
Proteine sind hohe Polymere, die aus Aminosäuren mit verschiedenen physiologischen Aktivitäten bestehen und eine wichtige Rolle bei den Aktivitäten des Lebens spielen. Die 22 grundlegenden Aminosäuren, aus denen Proteine bestehen, einschließlich Selenocystein und pyrrolisches Lysin, werden als Proteinaminosäuren bezeichnet. Als Nicht-Protein-Aminosäuren werden Verbindungen bezeichnet, die andere Amino- und Carboxylgruppen als die Protein-Aminosäuren enthalten. In der Natur gibt es Tausende von Nicht-Protein-Aminosäuren, von denen mehr als 250 aus Pflanzen und andere aus Mikroorganismen, Algen und Tieren stammen. Aus diesen natürlichen Aminosäuren wurden einige Verbindungen mit pestizider Wirkung entdeckt, und viele Pestizidsorten haben ebenfalls natürliche Aminosäuren als Bausteine entwickelt. Eine wichtige Aminosäure, Phosphinothricin, wurde für den Einsatz als Herbizid entwickelt. Daher ist es von großer Bedeutung, nach Aminosäuren mit pestizider Wirkung aus der Natur zu suchen. Dieser Artikel fasst hauptsächlich die Aminosäuren aus natürlichen Quellen mit pestizider Aktivität zusammen, über die in den letzten 30 Jahren in der Literatur berichtet wurde, einschließlich struktureller Typen, Quellen, pestizider Aktivität und einiger Wirkmechanismen, in der Hoffnung, eine Referenz für die Forschung und Entwicklung neuer Pestizide zu liefern.

Da die Menschen immer mehr Wert auf Umwelt- und Lebensmittelsicherheit legen, wird der Entwicklung von effizienten, sicheren und umweltfreundlichen neuen Pestiziden immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Viele natürlich vorkommende Aminosäuren haben eine starke Kontrollwirkung auf Unkräuter, Schadpilze, Bakterien und Schädlinge. Einige wurden zu kommerziellen landwirtschaftlichen Produkten entwickelt, wie z. B. Glyphosat, das durch chemische Synthese auf der Grundlage von L-Phosphomycin (10) entwickelt wurde und eines der erfolgreichsten Herbizide ist, die in den letzten Jahren mit mikrobiellen Naturprodukten als Leitstruktur entwickelt wurden. Das von Pseudomonas syringae produzierte Coronamycin (33) hat physiologische Funktionen wie die Regulierung des Pflanzenwachstums, die Erhöhung des Chlorophyllgehalts und die Verbesserung der Stressresistenz von Pflanzen bei niedrigen Konzentrationen. Die China Agricultural University und andere Institutionen haben es erfolgreich als Pflanzenwachstumsregulator entwickelt. Es gibt auch einige natürliche Aminosäuren mit guten Anwendungsmöglichkeiten in der landwirtschaftlichen Produktion, wie z. B. die natürlichen Proteinaminosäuren Methionin (1), Lysin (2), Tryptophan (3), Leucin (4) und Tyrosin (5), die eine Rückkopplungshemmung durch Stoffwechselwege haben, um Unkrautbekämpfungseffekte zu erzielen. Sie können zur biologischen Bekämpfung von parasitären Unkräutern wie Leymus chinensis und Ägyptischer Goldrute eingesetzt werden. Einige von Pflanzen produzierte Nicht-Protein-Aminosäuren können als allelopathische Substanzen wirken, um ihre Konkurrenten in der Umgebung zu hemmen, wie Acacetin (6), δ-Hydroxyleucin (11), L-Cumarin (14), L-DOPA (20), β-(3-Isoxazolin-5-on-2-yl)- Alanin (24), und Mimosa (26), die von Leguminosen produziert werden. Dies sind allesamt allelopathische Aminosäuren, die das Wachstum anderer Pflanzen selektiv hemmen können, ohne sich auf Leguminosen und Gramineen auszuwirken. Daher können sie als Herbizide für die landwirtschaftliche Produktion entwickelt werden. Das von den Wurzeln des Feinblättrigen Schwingels abgesonderte Tyrosin (19) ist ebenfalls eine starke und wirksame allelopathische Substanz, die bei Konzentrationen von μ mol/L wachstumshemmende Wirkungen auf verschiedene Pflanzen hat. Sie kann als Breitspektrumherbizid in der landwirtschaftlichen Produktion eingesetzt werden. 5-ALA (46) ist an der Wachstumsregulierung von Pflanzen beteiligt und hat eine ähnliche physiologische Wirkung wie Phytoöstrogene. Sie kann als Wachstumsregulator in der landwirtschaftlichen Produktion eingesetzt werden. Natürliche Aminosäuren sind reichlich vorhanden und haben ein breites Spektrum an pestiziden Aktivitäten, aber die Wirkmechanismen der meisten dieser Verbindungen müssen weiter untersucht werden, um ihre Anwendungen im Bereich der Pestizide zu erweitern.