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鱼尼丁受体(RyRs)是位于内质网膜上的钙离子释放通道,在肌肉兴奋-收缩耦合中起重要作用。氟虫苯甲酰胺是一类靶向昆虫鱼尼丁受体的新型绿色杀虫剂的代表,它通过与不同于鱼尼丁结合位点的位点相互作用,选择性地激活昆虫鱼尼丁受体(RyR),对哺乳动物鱼尼丁受体几乎没有影响。然而,传统筛选RyR调节剂的方法主要包括放射性标记RyR底物或基于钙信号的间接方法,目前缺乏用于RyR激动剂/拮抗剂筛选和生物成像的非同位素分子工具。
本课题设计了一系列荧光探针以阐明二酰胺类杀虫剂的作用机理,筛选出以昆虫鱼尼丁受体为靶点的新型杀虫剂。根据二酰胺类杀虫剂的代表物氟虫苯甲酰胺的生物化学信息,构建药效团模型并设计荧光探针,同时保留“二酰胺”的化学结构。根据上述方法,我们设计了8个荧光探针。以邻苯二甲酸酐和脂肪胺为原料,7-氨基-4-甲基香豆素为荧光基团,采用酰胺偶联法合成探针。对探针S5、S6、S8进行了单晶衍射分析,以确定荧光探针的确切结构。
在荧光探针的RyR定位实验中,发现荧光探针富集在转染小菜蛾鱼尼丁受体的细胞内质网上,显示了荧光探针特异的昆虫RyR靶向性。在细胞荧光分析实验中发现,荧光探针与氟虫苯甲酰胺表现出竞争性的RyR结合效应。针对荧光探针的作用机理研究发现,探针能诱导已转染小菜蛾鱼尼丁受体的细胞内质网钙的有效释放,其中,S1具有良好的钙诱导能力。另外,作为鱼尼丁受体的激动剂,荧光探针同样对小菜蛾幼虫有一定的杀虫活性。
我们相信这些荧光探针可用于体内外高通量筛选以鱼尼丁受体为靶点的新型杀虫剂。非同位素鱼尼丁受体识别探针的出现,不仅加快了新型绿色农药的筛选进程,而且有助于破译二酰胺类杀虫剂高选择性、高抗性的分子机理。
本课题设计了一系列荧光探针以阐明二酰胺类杀虫剂的作用机理,筛选出以昆虫鱼尼丁受体为靶点的新型杀虫剂。根据二酰胺类杀虫剂的代表物氟虫苯甲酰胺的生物化学信息,构建药效团模型并设计荧光探针,同时保留“二酰胺”的化学结构。根据上述方法,我们设计了8个荧光探针。以邻苯二甲酸酐和脂肪胺为原料,7-氨基-4-甲基香豆素为荧光基团,采用酰胺偶联法合成探针。对探针S5、S6、S8进行了单晶衍射分析,以确定荧光探针的确切结构。
在荧光探针的RyR定位实验中,发现荧光探针富集在转染小菜蛾鱼尼丁受体的细胞内质网上,显示了荧光探针特异的昆虫RyR靶向性。在细胞荧光分析实验中发现,荧光探针与氟虫苯甲酰胺表现出竞争性的RyR结合效应。针对荧光探针的作用机理研究发现,探针能诱导已转染小菜蛾鱼尼丁受体的细胞内质网钙的有效释放,其中,S1具有良好的钙诱导能力。另外,作为鱼尼丁受体的激动剂,荧光探针同样对小菜蛾幼虫有一定的杀虫活性。
我们相信这些荧光探针可用于体内外高通量筛选以鱼尼丁受体为靶点的新型杀虫剂。非同位素鱼尼丁受体识别探针的出现,不仅加快了新型绿色农药的筛选进程,而且有助于破译二酰胺类杀虫剂高选择性、高抗性的分子机理。