隨著社會的進步，人們的環(huán)保意識逐日增強。一方面，是人們的普遍素質(zhì)的提高，使得人們開始覺得環(huán)境的保護其實是在為自己做貢獻，為子孫后代做貢獻；另一方面，是因為近幾年，環(huán)境破壞后大自然已開始向我們報復：美國新奧爾良遭遇颶風卡特里娜，海平面上升，冰川融化，導致的生物能夠活動的范圍日益減少，沿海城市危在旦夕。這樣的一種局面，使得大家被迫開始關注環(huán)境，開始保護環(huán)境。當然，在環(huán)境破壞中，還有一種是土壤的污染，包括垃圾的隨意丟棄和化肥農(nóng)藥的施用，都對土壤造成一定的破壞。農(nóng)藥能夠保護植株免除蟲害，但同時給壞境造成了一定的壓力。土壤性質(zhì)的好壞，業(yè)內(nèi)一般會使用測土儀，它能夠準確快速地測出速效氮、速效磷、有效鉀、有機質(zhì)等含量，以此來評判土壤環(huán)境，進而指導作物施肥。當然，農(nóng)藥的另一危害更為嚴重，可直接影響到人類的身體健康，就像前段時間發(fā)生的毒豇豆事件，水果蔬菜等農(nóng)藥殘留如果達到一定的量，就會對人類的身體造成一定的影響，病變，久了就會致病。也正因此，開發(fā)綠色農(nóng)藥迫在眉睫。國際農(nóng)藥研究已經(jīng)把目光放到開發(fā)綠色農(nóng)藥上，我們可以期待，未來，我們就能到吃到更多無公害的蔬菜水果。

在國家自然科學基金項目的連續(xù)資助下，華中師范大學教授楊光富及其合作者在農(nóng)藥分子設計方法學研究方面取得了重要進展。日前，相關研究成果發(fā)表在《美國化學會志》(JACS)上。由此可見，農(nóng)藥研究已經(jīng)引起了廣大科學工作者的青睞。

綠色農(nóng)藥多由從生物體內(nèi)提取的有效物質(zhì)、活性物質(zhì)組成，或是生物源的合成農(nóng)藥。其具有毒性低、選擇性強和殘留少的優(yōu)點，但不少綠色農(nóng)藥也因殺蟲譜窄、殺蟲速率低，害蟲有抗藥性等缺陷，導致推廣應用效果并不佳。

近年來，為加強糧食安全和環(huán)境保護的需要，我國高度重視綠色農(nóng)藥的設計與合成，國家自然科學基金委員會曾立項資助過多個綠色農(nóng)藥方面的重點項目。科技部也先后立項資助了兩個綠色農(nóng)藥方面的“973”計劃項目。楊光富曾先后參加過兩個綠色農(nóng)藥方面的國家自然科學基金重點項目，都取得了不錯的成果。

因為有了很好的研究基礎，他又得到了科技部第一個綠色農(nóng)藥方面的“973”計劃項目――“綠色化學農(nóng)藥先導結(jié)構(gòu)及作用靶標的發(fā)現(xiàn)與研究”。該項目在結(jié)題驗收時被評為優(yōu)秀，課題組的研究成果也被選為結(jié)題驗收時的三項代表性成果之一。因為研究成績突出，楊光富又被選為綠色農(nóng)藥方面第二個“973”計劃項目的負責人。

楊光富的研究工作主要集中在農(nóng)藥分子設計與合成方面，圍繞農(nóng)藥活性分子與靶標間的選擇性相互作用，以活性構(gòu)象為核心，利用有機合成技術、分子模擬技術、分子生物學技術，針對綠色農(nóng)藥的高效性、高選擇性和反抗性，分別發(fā)展了三條農(nóng)藥分子設計策略，以此三條策略為指導，設計出了系列綠色農(nóng)藥先導結(jié)構(gòu)和化合物，并創(chuàng)制出一種新型綠色殺菌劑“苯噻菌酯”。

發(fā)展綠色化學農(nóng)藥是新農(nóng)藥創(chuàng)制研究的必然趨勢。農(nóng)藥分子要實現(xiàn)綠色化，除了低毒、低殘留以及環(huán)境相容性好等特征之外，還必須要求達到超高效，即用量低(畝用量通常在10克以下)。因此，提高農(nóng)藥分子(化學小分子)的生物活性強度是降低農(nóng)藥使用量、使農(nóng)藥實現(xiàn)綠色化的一個重要前提。而如何提高農(nóng)藥分子的生物活性強度則是農(nóng)藥分子設計學家所面臨的一個重要挑戰(zhàn)。

楊光富領導的研究組與清華大學教授吳嘉偉研究組、美國肯塔基大學教授湛昌國研究組合作，發(fā)展了一種通過優(yōu)化化學小分子與生物大分子活性腔中的構(gòu)象柔性殘基之間相互作用來提高農(nóng)藥分子生物活性強度的分子設計策略，針對細胞色素bc1復合物(生物大分子)成功設計得到了一種活性強度比母體化合物提高520多倍的抑制劑(化學小分子)。該化合物不僅具有高活性，而且還具有解離速率慢的特點，因此，可作為一種高活性探針分子用于深入研究細胞色素bc1復合物的生物學功能，同時也可以作為開發(fā)農(nóng)藥和藥物的新先導化合物。

該項研究為從化學小分子與生物大分子選擇性相互作用的角度開展農(nóng)藥先導結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了新的思路，對藥物分子設計也具有較好的借鑒意義。此外，該項研究中化學小分子與靶標的結(jié)合自由能理論計算結(jié)果與實驗結(jié)果之間表現(xiàn)出高度線性相關，表明其分子模擬研究具有較高的精度。

《美國化學會志》審稿人認為，這是一項非常有意義的研究工作，也是第一次通過基于結(jié)構(gòu)的合理化途徑設計獲得活性達到亞納摩爾級別的bc1復合物抑制劑。論文發(fā)表后受到國際同行的關注，細胞色素bc1復合物研究領域的著名結(jié)構(gòu)生物學家美國SUNY Upstate Medical University的Edward A. Berry教授以及美國NIH國家癌癥研究所的Xia Di教授均來信索要樣品，希望開展合作研究。