棉铃虫甾醇载体蛋白2抑制剂的高通量筛选

A grand challenge to sustainable agricultural development and human survival is to develop chemical pesticides that are both efficient and environmentally friendly. Targeting a unique insect physiological process could lead to the development of novel insecticides with less environmental and human health risks. Using various technique including prokaryotic expression, AKTA protein purification system, high throughput screening and biological assay. We will clone a sterol carrier protein-2 gene from Helicovera armigera, express and purify the H.armigera SCP-2 protein, screen inhibitors of H. armigera SCP-2, identify binding activities of H. armigera sterol carrier protein-2 inhibitors with sterol in vitro. The effect of H. armigera sterol carrier protein-2 inhibitors on the development and growth of insect will investigated in both cultured insect cells and in larvae. This study will provide the scientific basis of targeting insect SCP-2 for new insecticide.

开发高效环境友好型新农药是农业可持续发展和人类生存所面临的重大挑战。阻断昆虫生理代谢活动中某些重要环节是研制高效低毒新农药的重要途径。本研究综合应用原核表达、AKTA蛋白纯化、高通量筛选、生物测定等技术，克隆棉铃虫甾醇载体蛋白2基因；表达纯化甾醇载体蛋白2；筛选棉铃虫甾醇载体蛋白2抑制剂；体外检测棉铃虫甾醇载体蛋白2抑制剂与胆固醇的结合活性，在活体与离体细胞中研究棉铃虫甾醇载体蛋白2抑制剂对昆虫生长发育的影响。为以甾醇载体蛋白2为靶蛋白的新型杀虫剂开发提供科学依据。

开发高效环境友好型新农药是农业可持续发展和人类生存所面临的重大挑战。阻断昆虫生理代谢活动中某些重要环节是研制高效低毒新农药的重要途径。. 本研究利用虚拟筛选技术，从218,780种小分子化合物中筛选出9种潜在的HaSCP-2蛋白抑制剂。对HaSCP-2蛋白抑制剂与HaSCP-2蛋白结合模式分析发现，HaSCP-2蛋白抑制剂在与HaSCP-2蛋白结合时为水平构象，抑制剂与HaSCP-2蛋白主要通过疏水力相互作用。抑制剂分子两端的苯环结构可与HaSCP-2蛋白的Tyr51、Phe53和Phe110氨基酸残基形成π-π堆叠相互作用，与Leu127、Thr128和Gln131氨基酸残基形成弱氢键等有利于提高抑制剂与HaSCP-2蛋白结合的稳定性。. 生物测定结果显示抑制剂（H1、H7、H14、H19和H29）在第11天对棉铃虫幼虫致死率分别为54%、50%、48%、33%和17%；随着抑制剂处理浓度升高，5种抑制剂处理棉铃虫幼虫体重下降14%~46%，抑制剂对棉铃虫生长抑制效果H1>H14>H19>H29>H7；以抑制剂处理棉铃虫幼虫，幼虫化蛹时间推迟3~5天；成虫产卵率下降12.5%~88.3%。环境毒性预测表明五种抑制剂为轻微或低的急性口服毒性，且对有益昆虫低毒。. 本研究为以甾醇载体蛋白2为靶蛋白的新型杀虫剂开发提供科学依据。

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