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摘要农业害虫对杀虫剂抗性的持续增加，严重威胁着农业可持续发展和人类生存。高效、安全的新型农药的创制是有效控制害虫的重要保证。胆固醇是昆虫细胞膜和脂蛋白的重要组成成分，是类固醇激素的合成前体。但昆虫本身缺乏合成胆固醇的关键酶，无法从头合成胆固醇，需要从植物中摄取。甾醇载体蛋白2（SCP-2）在昆虫转运胆固醇的过程中起着关键作用。SCP-2可以作为筛选高效安全新农药的潜在靶标。本文就近几年筛选出的甾醇载体蛋白2抑制剂进行了总结。
关键词甾醇载体蛋白2;害虫防治;新农药创制;筛选方法;抑制剂
中图分类号：S48文献标识码：A DOI：10.16688/j.zwbh.2018210
胆固醇作为类固醇激素的合成前体，同时作为细胞膜和脂蛋白的重要组成成分，在昆虫的生长、变态发育以及繁殖过程中起着重要作用。昆虫体内缺少从头合成胆固醇所需的羊毛甾醇合酶和鲨烯单氧化酶，而哺乳动物可以通过甲羟戊酸途径从头合成胆固醇。已知的参与胆固醇转运的蛋白质有很多种，其中甾醇载体蛋白2（SCP-2）蛋白作为重要的转运蛋白，对昆虫体内类固醇激素的合成具有重要作用。阻断昆虫体内胆固醇的获取途径是研发新型杀虫剂的有效方向。
1甾醇载体蛋白2（SCP-2）
SCP-2，一种非特异性的固醇转运蛋白，是一类相对分子量较小的胆固醇、磷脂、脂肪酸、脂酰CoA等胞内转运蛋白。1980年，Noland等首次从小鼠肝脏中提取出SCP-2蛋白，发现其能够激活胆固醇水解酶，以此来改变细胞膜内外胆固醇的浓度，而且在体外培养组织系统中，SCP-2能够影响胆固醇的运输。
SCP-2在脊椎动物、昆虫、植物、微生物、软体动物中均有分布。黑腹果蠅Drosophila melano-gaster、埃及伊蚊Aedes aegypti、棉贪夜蛾Spodopteralittoralis、家蚕Bombyx mori、斜纹夜蛾Spodoptera li-tufa、烟草天蛾Manduca sexta、棉铃虫Helicoverpaarmigera等昆虫的SCP-2基因都已经被克隆。对SCP-2的亚细胞定位研究发现，部分上述昆虫的SCP-2主要存在于中肠细胞中。SCP-2与胆固醇结合的体外研究发现，SCP-2在胆固醇摄取、细胞内运输、酯化和氧化中起作用。SCP-2具有典型的外部亲水内部疏水结构，由4～5个a螺旋和β折叠围绕组成一个疏水腔，胆固醇、脂肪酸、植物甾醇等多种脂质可以与其结合。SCP-2可以通过C端a螺旋的结构变化来实现脂质的结合和释放，且与不同底物具有不同的结合方式。
甾醇载体蛋白抑制剂主要通过竞争结合的方式抑制载体蛋白与脂质的结合。迄今为止，甾醇载体蛋白抑制剂的知识大部分集中在蚊子研究中。与埃及伊蚊SCP-2（AeSCP-2）类似，脊椎动物SCP-2蛋白结合胆固醇和脂肪酸。同样地，AeSCP-2和脊椎动物SCP-2的过表达都增加了细胞中胆固醇的量。虽然SCP-2抑制剂可以抑制SCP-2与胆固醇、脂肪酸、植物甾醇等的结合和转运的过程，但脊椎动物SCP-2活性的降低并不影响小鼠的正常生命活动，故埃及伊蚊SCP-2抑制剂（AeSC-PIs）在正常脊椎动物细胞中几乎没有毒性，可以推断其在人体中无毒或毒性较低。将昆虫体内甾醇载体蛋白2作为靶标，阻断植物甾醇获取途径，是开发新杀虫剂的有效方法。
2筛选抑制剂的方法
目前抑制剂筛选的方法主要分为实物筛选和虚拟筛选。实物筛选是通过带荧光标记的胆固醇和待筛抑制剂同时与SCP-2进行结合，通过对荧光物质的浓度变化进行检测，即可测得抑制剂的抑制效果。常用的有NBD胆固醇和免疫胶体金。
虚拟筛选的方法分为四种：（1）随机合成筛选法;（2）类同合成法;（3）天然活性物模拟法;（4）生物合理设计法。其中生物合理设计法是利用靶标在生物体内的关键生理生化作用，筛选设计合成影响靶标的化合物，再对其中潜在药物前体的结构进行不断优化来开发新农药。该方法具有针对性强、效率高的特点，在实际研究中被大量使用。随着生物信息学和高通量筛选技术的快速发展，通过计算机进行药物筛选提供了一种更高效、安全、经济的方法。与实物筛选需要相应的仪器设备和试验时问长不同，虚拟筛选耗时短但需要大型的电脑或处理器来进行数据处理。在目前筛选抑制剂时，根据试验条件的不同可以选择不同的筛选方法。
3已筛选出的SCP-2抑制剂
3.1埃及伊蚊SCP-2抑制剂
Lan Que课题组将纯化后的埃及伊蚊SCP-2（AeSCP-2），利用带有NBD荧光标记的胆固醇（简称NBD胆固醇）与胆固醇的竞争结合作用进行高通量筛选，由于胆固醇的环状戊烷基团将其亲水的羟基包围，胆固醇呈疏水性，故SCP抑制剂（SCPI）的共同特征是它们相对疏水，分子量较小且接近于胆固醇。筛选出5种具有SCPI活性的化合物，测量得其对AeSCP-2的结合亲和力SCPI-5
关键词甾醇载体蛋白2;害虫防治;新农药创制;筛选方法;抑制剂
中图分类号：S48文献标识码：A DOI：10.16688/j.zwbh.2018210
胆固醇作为类固醇激素的合成前体，同时作为细胞膜和脂蛋白的重要组成成分，在昆虫的生长、变态发育以及繁殖过程中起着重要作用。昆虫体内缺少从头合成胆固醇所需的羊毛甾醇合酶和鲨烯单氧化酶，而哺乳动物可以通过甲羟戊酸途径从头合成胆固醇。已知的参与胆固醇转运的蛋白质有很多种，其中甾醇载体蛋白2（SCP-2）蛋白作为重要的转运蛋白，对昆虫体内类固醇激素的合成具有重要作用。阻断昆虫体内胆固醇的获取途径是研发新型杀虫剂的有效方向。
1甾醇载体蛋白2（SCP-2）
SCP-2，一种非特异性的固醇转运蛋白，是一类相对分子量较小的胆固醇、磷脂、脂肪酸、脂酰CoA等胞内转运蛋白。1980年，Noland等首次从小鼠肝脏中提取出SCP-2蛋白，发现其能够激活胆固醇水解酶，以此来改变细胞膜内外胆固醇的浓度，而且在体外培养组织系统中，SCP-2能够影响胆固醇的运输。
SCP-2在脊椎动物、昆虫、植物、微生物、软体动物中均有分布。黑腹果蠅Drosophila melano-gaster、埃及伊蚊Aedes aegypti、棉贪夜蛾Spodopteralittoralis、家蚕Bombyx mori、斜纹夜蛾Spodoptera li-tufa、烟草天蛾Manduca sexta、棉铃虫Helicoverpaarmigera等昆虫的SCP-2基因都已经被克隆。对SCP-2的亚细胞定位研究发现，部分上述昆虫的SCP-2主要存在于中肠细胞中。SCP-2与胆固醇结合的体外研究发现，SCP-2在胆固醇摄取、细胞内运输、酯化和氧化中起作用。SCP-2具有典型的外部亲水内部疏水结构，由4～5个a螺旋和β折叠围绕组成一个疏水腔，胆固醇、脂肪酸、植物甾醇等多种脂质可以与其结合。SCP-2可以通过C端a螺旋的结构变化来实现脂质的结合和释放，且与不同底物具有不同的结合方式。
甾醇载体蛋白抑制剂主要通过竞争结合的方式抑制载体蛋白与脂质的结合。迄今为止，甾醇载体蛋白抑制剂的知识大部分集中在蚊子研究中。与埃及伊蚊SCP-2（AeSCP-2）类似，脊椎动物SCP-2蛋白结合胆固醇和脂肪酸。同样地，AeSCP-2和脊椎动物SCP-2的过表达都增加了细胞中胆固醇的量。虽然SCP-2抑制剂可以抑制SCP-2与胆固醇、脂肪酸、植物甾醇等的结合和转运的过程，但脊椎动物SCP-2活性的降低并不影响小鼠的正常生命活动，故埃及伊蚊SCP-2抑制剂（AeSC-PIs）在正常脊椎动物细胞中几乎没有毒性，可以推断其在人体中无毒或毒性较低。将昆虫体内甾醇载体蛋白2作为靶标，阻断植物甾醇获取途径，是开发新杀虫剂的有效方法。
2筛选抑制剂的方法
目前抑制剂筛选的方法主要分为实物筛选和虚拟筛选。实物筛选是通过带荧光标记的胆固醇和待筛抑制剂同时与SCP-2进行结合，通过对荧光物质的浓度变化进行检测，即可测得抑制剂的抑制效果。常用的有NBD胆固醇和免疫胶体金。
虚拟筛选的方法分为四种：（1）随机合成筛选法;（2）类同合成法;（3）天然活性物模拟法;（4）生物合理设计法。其中生物合理设计法是利用靶标在生物体内的关键生理生化作用，筛选设计合成影响靶标的化合物，再对其中潜在药物前体的结构进行不断优化来开发新农药。该方法具有针对性强、效率高的特点，在实际研究中被大量使用。随着生物信息学和高通量筛选技术的快速发展，通过计算机进行药物筛选提供了一种更高效、安全、经济的方法。与实物筛选需要相应的仪器设备和试验时问长不同，虚拟筛选耗时短但需要大型的电脑或处理器来进行数据处理。在目前筛选抑制剂时，根据试验条件的不同可以选择不同的筛选方法。
3已筛选出的SCP-2抑制剂
3.1埃及伊蚊SCP-2抑制剂
Lan Que课题组将纯化后的埃及伊蚊SCP-2（AeSCP-2），利用带有NBD荧光标记的胆固醇（简称NBD胆固醇）与胆固醇的竞争结合作用进行高通量筛选，由于胆固醇的环状戊烷基团将其亲水的羟基包围，胆固醇呈疏水性，故SCP抑制剂（SCPI）的共同特征是它们相对疏水，分子量较小且接近于胆固醇。筛选出5种具有SCPI活性的化合物，测量得其对AeSCP-2的结合亲和力SCPI-5