β-异柯西酸通过靶向乙酰胆碱酯酶抑制埃及伊蚊和致倦库蚊活性的计算机分子对接研究

针对杀虫剂抗性及环境毒性问题，研究人员通过计算机分子对接技术，分析植物源化合物β-异柯西酸对埃及伊蚊（Ae. aegypti）和致倦库蚊（Cx. quinquefasciatus）乙酰胆碱酯酶（AChE）的抑制作用。结果显示，其结合能（-8.2至-8.5 kcal/mol）与标准杀虫剂双硫磷相当，为开发环保型杀虫剂提供了新思路。

　　

蚊媒疾病的全球蔓延正成为公共卫生的重大威胁，埃及伊蚊（Ae. aegypti
）和致倦库蚊（Cx. quinquefasciatus
）作为登革热、寨卡病毒等疾病的主要传播媒介，其防控因杀虫剂抗性加剧而面临挑战。传统有机磷类杀虫剂（如双硫磷）虽能靶向乙酰胆碱酯酶（Acetylcholinesterase, AChE），但长期使用导致抗性突变（如G119S）和环境残留问题。印度田间种群已出现6.9倍抗性，与酯酶活性升高相关。在此背景下，植物源化合物因其多靶点作用和可降解特性成为研究热点。

为探索新型环保杀虫剂，研究人员聚焦菊科植物Sphaeranthus indicus
中的β-异柯西酸，采用计算机分子对接技术分析其与蚊虫AChE1的相互作用。研究基于Anopheles gambiae
的AChE晶体结构构建同源模型，通过AutoDock Tools进行网格对接和拉马克遗传算法优化。结果显示，β-异柯西酸对Ae. aegypti
和Cx. quinquefasciatus
的结合能分别为-8.2 kcal/mol和-8.5 kcal/mol，与双硫磷（-8.7 kcal/mol和-9.1 kcal/mol）相当，且抑制常数更低。生物测定进一步证实其显著杀幼虫活性（LC₅₀
0.96-1.02 ppm），作用机制涉及AChE活性中心芳香氨基酸残基的氢键与疏水相互作用。

关键方法

1. 同源建模：基于An. gambiae
   AChE突变体（PDB: 1DX4）构建靶标蛋白模型；
2. 分子对接：采用Lamarkian遗传算法评估配体-受体结合模式；
3. 生物验证：参照WHO标准测定卵、幼虫及蛹的致死浓度（LC₅₀
   /LC₉₀
   ）。

研究结果

1. 昆虫icidal活性：β-异柯西酸在2 ppm浓度下对蚊卵的抑制率达75-78%，幼虫LC₅₀
   低于1.2 ppm，显著优于部分合成杀虫剂；
2. 分子相互作用：与双硫磷类似，β-异柯西酸通过Tyr334、Trp436等残基形成稳定结合，但配体效率更高；
3. 抗性规避：未检测到与GST或P450代谢通路相关的交叉抗性。

结论与意义
该研究首次揭示β-异柯西酸通过特异性抑制AChE1发挥杀虫作用，其结合效率与化学杀虫剂相当，但环境相容性更优。不同于传统杀虫剂诱导的CYP6AA7等解毒基因过表达，植物源成分可直接破坏神经传导，为抗性治理提供新策略。未来需开展田间试验验证其持效性和对非靶标生物的安全性。论文发表于《Journal of Asia-Pacific Entomology》，为绿色农药研发提供了理论依据。