煙堿乙酰膽堿受體的分子模擬.pdf

1、煙堿乙酰膽堿受體（nicotinic acetylcholine receptors，nAChRs）屬于配體門(mén)控離子通道蛋白，主要介導(dǎo)快速興奮性神經(jīng)傳導(dǎo)，在昆蟲(chóng)中廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，是殺蟲(chóng)劑作用的主要靶標(biāo)之一。與脊椎動(dòng)物相比，人們對(duì)昆蟲(chóng)乙酰膽堿受體了解較少。為了研究新煙堿類(lèi)化合物的選擇性作用機(jī)理并設(shè)計(jì)活性更高、選擇性更好的殺蟲(chóng)劑，本論文利用同源模建的方法，分別構(gòu)建了果蠅（Drosophila melanogaster），桃蚜（Myz

2、us persicae），褐飛虱（Nilaparvata lugens）和大鼠（Rattus norvegicus）的煙堿乙酰膽堿受體，將設(shè)計(jì)并合成的十五個(gè)結(jié)構(gòu)多樣的新煙堿類(lèi)化合物與所建的模型進(jìn)行分子對(duì)接，同時(shí)對(duì)吡蟲(chóng)啉（Imidacloprid，IMI）的選擇性和抗性機(jī)理進(jìn)行了討論。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1.利用同源模建方法，以蝸?！办o水椎實(shí)螺”（Lymnaea stagnalis）乙酰膽堿結(jié)合蛋白（Acetylcholih

3、e-binding protein，AChBP）為模板，構(gòu)建果蠅（α1）2（β2）3型和桃蚜（α2）2（β1）3型nAChRs。以小鼠（Mus musculus）nAChR α1亞基為模板同源模建得到大鼠（α4）2（β2）3型nAChR。通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬與拉氏圖分析，驗(yàn)證了所構(gòu)建模型的合理性和可靠性。
　　 2.將六個(gè)已上市的新煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑分別與果蠅（α1）2（β2）3型nAChR和桃蚜（α2）2（β1）3型nAChR進(jìn)行對(duì)接

4、，結(jié)果表明化合物的生物活性與對(duì)接結(jié)合自由能相關(guān)性較好，驗(yàn)證了該對(duì)接模式的合理性。將十五個(gè)設(shè)計(jì)的新化合物分別與所構(gòu)建的果蠅（α1）2（β2）3和桃蚜（α2）2（β1）3 nAChRs模型進(jìn)行對(duì)接，結(jié)果表明對(duì)接自由能與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相吻合。發(fā)現(xiàn)了具有工業(yè)前景的第四代新煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑環(huán)氧啉。
　　 3.新煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑吡蟲(chóng)啉分別對(duì)接到果蠅（α1）2（β2）3型nAChR與大鼠（α4）2（β2）3型nAChR的活性位點(diǎn)中。對(duì)接結(jié)果表明，與大鼠受體

5、相比，果蠅nAChR對(duì)吡蟲(chóng)啉具有更好的專(zhuān)一性。loop D區(qū)域的賴(lài)氨酸（或精氨酸或組氨酸）在吡蟲(chóng)啉與昆蟲(chóng)nAChR選擇性作用中起到關(guān)鍵作用。
　　 4.以蝸?！办o水椎實(shí)螺”乙酰膽堿受體結(jié)合蛋白為模板，同源模建得到褐飛虱（Nilaparvata lugens）野生型和Y151S突變型nAChR α1亞基及大鼠nAChR β2亞基的配體結(jié)合區(qū)域。利用分子對(duì)接，將新煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑吡蟲(chóng)啉分別與野生型和突變型的α1β2二聚體nAChR對(duì)接，