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双酰胺类杀虫剂作用机制及抗性突变的解析

找药助理
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关键词: #健康资讯

  近期,天津大学尉迟之光团队与英属哥伦比亚大学的Filip Van Petegem团队在《Nature Communications》上发表了一项重要研究,题为“Cryo-EM structures of ryanodine receptors and diamide insecticides reveal the mechanisms of selectivity and resistance”。该研究利用冷冻电镜技术,解析了双酰胺类杀虫剂与其靶标——鱼尼丁受体(RyR)的复合物结构,揭示了杀虫剂选择性激活昆虫受体的分子机制。此外,研究还解析了携带常见抗性突变的受体结构,阐明了抗性突变如何通过双重机制影响杀虫剂的效能,从而导致抗药性的产生。

  鱼尼丁受体的功能与重要性

  鱼尼丁受体是一种位于内质网膜上的钙离子通道,在肌肉的兴奋-收缩耦联过程中起着核心作用。它的正常功能对于肌肉收缩和运动至关重要。作为全球销量最高的杀虫剂之一,双酰胺类杀虫剂通过选择性激活昆虫RyR,导致细胞内钙离子的过度释放,从而引发昆虫肌肉瘫痪,最终致死。

  在早期的研究中,尉迟之光团队通过对兔源RyR的研究,揭示了氯虫苯甲酰胺(Chlorantraniliprole)对RyR的作用位点位于通道的假电压感受功能域。这一发现为理解双酰胺类杀虫剂的作用机制奠定了基础。

  双酰胺类杀虫剂的结合模式

  在此次研究中,研究团队设计了昆虫源的嵌合体RyR,以解析新型邻氨基甲酸类双酰胺杀虫剂四唑虫酰胺(Tetraniliprole)和邻苯二甲酰胺类杀虫剂氟苯虫酰胺(Flubendiamide)与受体的结合模式。研究表明,这两种杀虫剂都作用于RyR的相同位点,但结合方式有所不同,从而解开了此前对作用位点存在的争议。

  此外,研究还揭示了关键氨基酸残基和药效基团在物种选择性中的作用,为双酰胺类衍生物的构效关系提供了更深刻的理解。这一发现对下一代双酰胺类杀虫剂的开发具有重要的理论意义。

  昆虫抗药性的机制

  昆虫的抗药性主要由行为抗性、穿透抗性、代谢抗性和靶标抗性等机制引起。其中,靶标抗性通常由基因突变引发。在多个重要农业害虫种群中,已经发现了与RyR相关的抗性突变,这些突变导致杀虫剂的效力大幅下降,有些抗性甚至提高数百倍,最终对粮食产量造成显著影响。

  研究团队解析了携带I4790M和G4946E两种常见抗性突变的RyR结构,并研究了其与氯虫苯甲酰胺结合的复合物。研究发现,这些突变不仅降低了钙通道的开放效率,使其更稳定地保持在关闭状态,还通过改变药物结合位点的结构,降低了杀虫剂的结合亲和力,从而实现了抗药性的双重效应。

  研究的意义与展望

  本研究的成果不仅揭示了双酰胺类杀虫剂的作用机制,还详细阐明了抗性突变的分子机制,为开发能够有效控制抗性害虫的新型绿色杀虫剂提供了重要线索。随着农业害虫的抗药性日益严重,理解这些机制的研究将对农业生产和生态安全产生深远影响。

  未来的研究可以基于本研究的发现,进一步探索新型杀虫剂的设计策略,优化药物分子的结构,提高其对靶标的选择性和结合力,同时避免抗性突变的发生。这将为实现可持续农业发展和减少农药使用提供科学依据,帮助应对全球粮食安全挑战。

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#饮食

2024-12-05

贫血吃硫酸亚铁片吃多久才好
贫血吃硫酸亚铁片吃多久才好
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#饮食

2024-12-05

有贫血症状,肠胃也有问题
有贫血症状,肠胃也有问题
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#症状

2024-12-05

亚健康需要饮食调理吗?养生枸杞粥能缓解亚健康
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亚健康是指人体各个系统功能出现不同程度的失调状态,虽然没有明显的疾病表现,但会导致身体不适、精神疲惫、免疫力下降等问题。在当今快节奏的生活中,很多人都可能面临亚健康状态。针对这一问题,饮食调理成为了一种被广泛关注和尝试的方法。 饮食调理对于缓解亚健康状态具有一定的帮助和重要性。在饮食方面,合理搭配营养,增加身体所需的维生素、矿物质、蛋白质等营养成分,有助于促进身体的新陈代谢,增强免疫力,从而减轻亚健康状态所带来的不适感。 在众多的饮食调理方法中,养生枸杞粥是备受推崇的一种。枸杞被誉为“长寿之果”,因其含有丰富的维生素、氨基酸、微量元素等营养成分,有助于调理身体机能,提高免疫力。将枸杞与米一同煮成粥,不仅可以保留枸杞中的营养成分,还可以使得其更容易被身体吸收。 养生枸杞粥的制作简单,只需将适量的枸杞和大米清洗干净,放入锅中加水适量,煮至米熟软,枸杞饱满即可。每天餐前或餐后适量食用,不仅可以提供身体所需的营养,还可以起到滋补养生的作用。 饮食调理虽然能够在一定程度上缓解亚健康状态,但并不是万能的。除了合理饮食外,还应注意保持良好的生活习惯,适当进行体育锻炼,保持良好的心态,才能更好地调理身体,摆脱亚健康状态。 因此,尽管养生枸杞粥等饮食调理方法有助于缓解亚健康状态,但更应该是综合调理,包括饮食、运动、心理等多方面的因素。只有综合施策,才能够更有效地提升身体健康水平,享受更美好的生活。

#护理

2024-12-05

鼻喷激素是否可以长期使用
鼻喷激素是否可以长期使用
近年来,鼻喷激素在治疗过敏性鼻炎等鼻腔疾病中被广泛应用。随着患者长期使用的增加,人们开始关注鼻喷激素的长期使用是否安全有效的问题。本文将探讨鼻喷激素长期使用的利与弊。 长期使用的益处: 1. 控制症状: 鼻喷激素能够有效减轻鼻炎症状,如鼻塞、鼻痒和流涕,使患者的生活质量得以提高。 2. 减少炎症反应: 长期使用鼻喷激素可以减少鼻腔内的炎症反应,有助于防止鼻腔组织的长期损伤,减少鼻息肉等并发症的发生。 3. 预防复发: 长期使用鼻喷激素可以减少过敏原对鼻腔的刺激,从而减少过敏性鼻炎等疾病的复发率。 长期使用的风险: 1. 鼻黏膜损伤: 长期使用鼻喷激素可能会导致鼻黏膜变薄、出血或发生鼻腔干燥等问题,尤其是在剂量过大或使用时间过长的情况下。 2. 鼻症状加重: 少数患者可能会在长期使用鼻喷激素后出现鼻症状加重的情况,这可能是因为鼻腔对药物产生了耐受性。 3. 全身吸收影响: 长期使用鼻喷激素可能会导致一定量的药物通过鼻黏膜被吸收到血液中,存在一定的全身吸收风险,尤其是对于儿童、孕妇等特殊人群需要额外谨慎。 使用建议: 1. 严格遵医嘱: 患者在使用鼻喷激素时应严格遵循医生的建议,按照正确的剂量和使用方法使用药物。 2. 定期复查: 长期使用鼻喷激素的患者应定期复查,及时调整药物剂量或疗程,以避免出现不良反应或药物耐受性。 3. 注意症状变化: 患者在使用鼻喷激素期间应密切关注自身症状的变化,如出现新的不适症状或症状加重,应及时就医。 综上所述,鼻喷激素长期使用在控制鼻腔疾病症状方面具有明显的益处,但也存在一定的风险。因此,患者在使用鼻喷激素时应在医生的指导下合理使用,以达到最佳的治疗效果并尽量减少不良反应的发生。

#饮食

2024-12-05

健康问答

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