《棉鈴蟲P-糖蛋白介導的殺蟲藥劑跨細胞膜轉運機制》是依託中國農業大學，由高希武擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：棉鈴蟲P-糖蛋白介導的殺蟲藥劑跨細胞膜轉運機制
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：高希武
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
化學防治是害蟲治理的一項重要措施，隨著殺蟲藥劑的使用害蟲會不可避免的產生抗性。害蟲抗藥性的研究目前主要集中在分子靶標變異和解毒代謝改變，但是殺蟲藥劑的許多分子靶標位於細胞膜或細胞內，關於藥劑如何穿透細胞膜以及害蟲本身如何快速降低細胞內有毒物質的研究還是空白。MDR編碼的P-糖蛋白（P-gp）發生改變會導致藥物分子進入細胞膜的有效數量減少，從而導致其產生比較廣的互動抗藥性（或耐藥性）。本項目從MDR基因克隆、組織表達專一性、殺蟲藥劑對其表達量影響的劑量和時間效應；P-gp與藥劑結合位點功能分析及其藥劑結合普測定以及P-gp變異對細胞免於殺蟲藥劑毒性保護作用的影響等方面進行研究。明確棉鈴蟲P-gp變異導致藥劑在細胞內有效數量減少的分子機制，為揭示害蟲的多抗性機制提供新的思路。
結題摘要
P－糖蛋白會導致藥物分子進入細胞膜的有效數量減少，從而導致害蟲產生比較廣的互動抗藥性（MDR）。運用RACE方法克隆並通過同源比對和結構域預測等方法確定得到棉鈴蟲多抗基因P-glycoprotein全長編碼序列。在轉錄水平研究了2-十三烷酮、阿維菌素、溴氰菊酯和氯蟲苯甲醯胺處理後棉鈴蟲中腸、脂肪體、體壁、頭、馬氏管組織中P-gp基因表達的時間和劑量效應，結果發現2-十三烷酮、阿維菌素、溴氰菊酯和氯蟲苯甲醯都能不同程度的誘導棉鈴蟲不同組織的P-gp的表達，除溴氰菊酯外其餘三種藥劑處理均在中腸有較高的表達量，由於溴氰菊酯對腦神經的作用，其處理後24h頭部的P-gp較其他三種藥劑處理後的表達量相對較高。RNA干擾實驗發現在12小時干擾效果最佳，其中飼餵棉鈴蟲P-gp dsRNA的處理組，用2-十三烷酮處理後棉鈴蟲幼蟲死亡率比dsGFP對照組升高了59%，同樣用阿維菌素處理後，飼餵棉鈴蟲P-gp dsRNA的處理組比對照組死亡率升高了58%。免疫組化研究通過用不同藥劑處理棉鈴蟲結果表明2-十三烷酮誘導P-gp在12h的表達量比阿維菌素誘導效果好，進一步說明P-gp基因在棉鈴蟲的多抗性中扮演重要角色。以SWISS-MODEL SPACE 為建模平台, 選取四個多抗基因（PDB ID:5kpi-A;4f4c-A;4q9H-A;4m1m-A）作為模板線上建模，其中以Caenorhabditis elegans的P-gp基因（PDB ID:4f4c-A）作為模板建立的棉鈴蟲P-gp三維模型的GMQE,QMEAN,ERRAT等評估參數均優於其他模板。棉鈴蟲P-gp３Ｄ模型的構建對於在蛋白水平揭示P-gp基因的抗性機理有重要的參考價值。採用EasySelect TM Pichia Expression Kit體外表達棉鈴蟲P-gp對於預測P-gp同藥物的結合位點和體外觀察P-gp的抗藥性機理提供便利。 本文探討了棉鈴蟲P-gp 作為多抗基因的重要組成部分來提高其適應能力的機制，對於揭示害蟲的抗藥性機制具有重要意義，還可為發展害蟲控制新技術以及新農藥創製提供依據。
