29193.殺蟲劑與斑馬魚gabaa及果蠅rdl受體作用的差異

1、論文題目：殺蟲劑與斑馬魚GABAA及果蠅RDL受體作用的差異學(xué)科專業(yè)：高分子化學(xué)與物理學(xué)位申請(qǐng)人：汪小芬指導(dǎo)教師：任天瑞教授姚建華研究員摘要Y氨基丁酸受體(GABAR)是脊椎動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)和昆蟲周緣神經(jīng)系統(tǒng)中的抑制性受體，受內(nèi)源性配體Y氨基丁酸以及藥理學(xué)和臨床上一些重要藥物的調(diào)節(jié)，且與人類的許多神經(jīng)性疾病相關(guān)。GABAA受體是GABAR中最重要的之一，是植物性毒素木防己苦毒寧和一些當(dāng)前使用的殺蟲劑(如林丹、硫丹、氟蟲腈類和阿維菌素)的

2、主要作用靶標(biāo)，這些化合物作為非競(jìng)爭(zhēng)性拮抗劑與GABAA受體結(jié)合，能夠改變受體的構(gòu)象，阻斷受體通道。昆蟲GABA受體分布在昆蟲中樞系統(tǒng)和肌肉連接處，是一些殺蟲劑的重要靶標(biāo)。放射性配體結(jié)合實(shí)驗(yàn)和電生理學(xué)技術(shù)研究表明，昆蟲RDL同源五聚體受體能夠形成功能性的GABA配體門控離子通道，但在藥理學(xué)方面與脊椎動(dòng)物的GABAA受體存在差異。鑒于脊椎動(dòng)物斑馬魚和昆蟲GABA受體的晶體結(jié)構(gòu)尚未見報(bào)道，本論文采用計(jì)算機(jī)模擬的方法，對(duì)斑馬魚GABAA受體和果

3、蠅RDL受體的結(jié)構(gòu)及其與小分子配體的相互作用模式和穩(wěn)定性方面進(jìn)行了研究和比較。主要工作內(nèi)容如下：1采用同源建模的方法，以煙堿型乙酰膽堿受體(nicotinicacetylcholinereceptor，nAChR)為模板，構(gòu)建了斑馬魚otll32T2GABAA受體和果蠅RDL受體跨膜區(qū)的三維結(jié)構(gòu)模型，并利用分子動(dòng)力學(xué)和拉氏圖(ramachandranplot)對(duì)受體模型進(jìn)行了優(yōu)化與合理性評(píng)估。斑馬魚GABAA受體與果蠅RDL受體第二跨膜

4、(M2)區(qū)中27、67和97位的氨基酸序列一致性很高，但在結(jié)構(gòu)存在一定的差異，果蠅RDL受體的Ala301對(duì)應(yīng)斑馬魚GABAA受體0【1亞基的Val284和怛亞基的Ser306，兩受體在該位置的氨基酸不同，構(gòu)象的差異很大。2采用分子對(duì)接和分子動(dòng)力學(xué)方法研究了氟蟲腈與斑馬魚GABAA受體和果蠅RDL受體的結(jié)合模式，并比較了氟蟲腈與兩受體的作用模式和穩(wěn)定性的差異。研究結(jié)果表明，在斑馬魚GABAA受體中，氟蟲腈的結(jié)合位點(diǎn)靠近胞內(nèi)區(qū)一端；在果蠅

5、RDL受體中，氟蟲腈的結(jié)合位點(diǎn)位于受體第二跨膜區(qū)Abstraet7aminobutyricacidreceptor(GABAreceptor)isthemajorinhibitoryneurotransmitterreceptorinthecentralnervoussystem(CNS)ofvertebrateandpertpheralnervoussystemofinsectsItismodulatedbyendogenouslig

6、and^raminobutyricacidandsomeimportantpharmacologyandclinicaldrugs，anditalsoassociatedwithavarietyofhumanneurologicaldiseases7aminobutyricacidtypeAreceptor(GABAAreceptor)isoneofthemostimportantreceporsinGABAreceptorwhichw

7、asthetargetofpierotoxininandavarietyofpesticidessuchaslindane，endosulfan，fipronilandavermectinThesecompoundsarenoncompetitiveantagonistswhenbindwithGABAAreceptors，andblockedthereceptorchannelsInsectGABAreceptorslocatedin

8、centralnervoussystemofinsectsandthejointsofmuscles，anditisanimportanttargetofsomepesticidesRadioligandbindingassayandelectrophysiologicaltechniqueswereappliedinentomologywhichindicatedthatRDLsubunitofinsectcouldformafunc

9、tionalGABAligandgatedionchannels，butthereweremanydifferencesinpharmacologywithvertebrateGABAAreceptorsUptonowthecrystalstructuresofZebrafishandinsectGABAreceptorshavenotbeenreportedyetInthiswork，thethreedimensionalstruct

10、uresofZebrafishGABAAreceptorandFruitflyRDLreceptortheinteractionmodesbetweenthetwoGABAreceptorsandsmallmoleculesandthestabilityinbothreceptorligandcomplexeswerecomparedbyusingthetechnologyofcomputationalsimulationIngener

11、al，threepartswereincluded：1ThethreedimensionalmodelsofthetransmembranedomainofZebrafish(Daniedo)a1p272GABAAreceptorandFruitfly(Drosophilamelanogaster)RDLreceptorwereconstructedbyhomologymodelingbasedonthenicotinicacetylc

12、holinereceptorThereceptorstructureswereoptimizedbyusingmoleculardynamicsandtherationalityofthetwomodelswereevaluatedbyramachandranplotThesequenceidentityofthesecondtransmembrane(M2)domaininZebrafishGABAAreceptorandFruitf