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海藻糖酶抑制剂的虚拟筛选及其理论评价

杨艳  
【摘要】:随着农业现代化的进步,人工合成有机杀虫剂来防治病虫害已成为提高农作物产量的主要手段之一。为解决传统化学杀虫剂所带来的毒性残留、害虫抗药性等负面问题,新型无公害、绿色农药的研发已成为重要的研究领域。农业生物技术的发展,特别是化学信息学的出现和农药分子设计的应用,为这一研究提供了前所未有的机遇。 近年来,针对昆虫生理过程中特有的一些能源物质,如海藻糖、几丁质、生长激素等,来确定新的药物作用靶点,已成为农药研发的新途径。 海藻糖作为昆虫飞行过程中的主要能量物质,广泛存在于各类昆虫体内,并且在其能量代谢过程中发挥着关键作用。因此以海藻糖酶为靶标,通过干扰海藻糖在生物机体内的代谢过程,来达到杀虫、抑菌的目的,已成为创新农药研发的一条重要途径。 本论文主要围绕海藻糖在昆虫体内的代谢过程展开研究。通过分析GenBank数据库中海藻糖合成酶的序列信息,结合近年来对海藻糖水解酶类抑制剂的报道,利用几个计算机辅助药物设计软件,分别探讨了海藻糖合成酶和水解酶作为新型杀虫剂作用靶标的可能性。实验结果如下: 1.在长期的进化过程中,无脊椎动物海藻糖合成酶已发生基因融合。编码海藻糖-6-磷酸合成酶及海藻糖-6-磷酸酯酶的基因已被一小段内含子连接到一起; 2.利用同源模建的方法,首次构建了海藻糖合成酶的三级结构,结构合理性评价显示:CG4104-PA(A)及CG4104-PA(B)的结构都是属于比较合理的构象。另外CG4104-PA(A)与配体的对接结果,使我们获得了在不同的允许低能构象下配体UDP的几何位置信息。同源模建的结果对于海藻糖合成酶抑制剂的研发具有重要的指导意义; 3.基于已知的海藻糖水解酶抑制剂的分子结构信息,结合Syby17.0/Gasp软件的分子叠合结果,确定一系列抑制剂结构中与受体作用密切的关键官能团,然后作为提问结构展开基于药效团的小分子化合物数据库搜索。最终从数据库中共找到139个小分子结构。从中挑选20个典型的小分子,利用Tupcat7.0毒性预测软件,


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