3D-QSAR与分子动力学模拟的结合,有效地设计了针对Spodoptera frugiperda的活跃瑞诺丁受体激动剂
Zhenwu Yu1,2, Yuting Huang1,2, Jiagao Cheng3
1State Key Laboratory of Elemento-Organic Chemistry, College of Chemistry, Nankai University, Tianjin 300071, People's Republic of China.
研究人员使用分子建模设计了新的Spodoptera frugiperda氨酸受体 (RyR) 激动剂. 两种化合物,A-2和A-3,在对关键农业害虫的杀虫活性方面表现出与甲利相似的杀虫活性.
科学领域:
- 计算化学计算化学
- 分子建模分子建模
- 杀虫剂的发现 发现 杀虫剂的发现
背景情况:
- 瑞诺丁受体 (RyRs) 是杀虫剂开发的关键目标.
- 开发针对昆虫RyRs的新型激动剂对于害虫管理至关重要.
- 了解配体-受体相互作用有助于合理的药物设计.
研究的目的:
- 使用计算方法设计和合成新的Spodoptera frugiperda RyR激动剂.
- 评估设计化合物对关键农业害虫的杀虫功效.
- 阐明强效化合物与原生和突变RyRs结合的结合机制.
主要方法:
- 对比分子场分析 (CoMFA) 和对比分子相似性指数分析 (CoMSIA) 用于3D-QSAR模型生成.
- 分子动力学 (MD) 模拟以研究与原生,突变和哺乳动物RyRs的结合机制.
- 分子力学通用表面积 (MM-GBSA) 用于结合性自由能量计算和关键残留物的识别.
- 合成了14种新型化合物和生物试验,针对Spodoptera frugiperda和Mythimna separata.
主要成果:
- 两种设计的化合物,A-2和A-3,表现出类似于甲利的杀虫活性,对虫的杀虫作用 (LC50值为0.27和0.18毫克L-1).
- 大多数合成的化合物在0.1毫克L-1.1时对Mythimna separata表现出显著的活性.
- 化合物A-3与原生和突变的Spodoptera frugiperda RyRs表现出优越的结合能力,这是通过分子对接和MM-GBSA.证实的.
结论:
- 计算机辅助的分子建模成功地确定了强大的新型RyR激动剂.
- 化合物A-2和A-3为开发针对Spodoptera frugiperda的新杀虫剂提供了有希望的线索.
- 详细的结合分析为增强杀虫剂设计提供了对结构-活性关系的见解.
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