依他尼酸和氯菊酯抑制昆虫δ类和ε类谷胱甘肽S-转移酶及其动态结构变化

昆虫谷胱甘肽S-转移酶（GST）在外源化合物解毒和杀虫剂抗性中发挥关键作用，因此是选择性害虫防治策略中极具前景的靶标。在本研究中，我们对来自益虫、农业害虫和疾病媒介的多个类别GST进行了比较分析。我们发现，不同同工酶在催化活性、稳定性和构象动力学方面存在显著差异，尤其体现在其与商业化学试剂依他尼酸（ECA）和氯菊酯（PER）相关的抑制作用上。序列相似性网络分析显示，GST主要类别形成了明显不同的聚类，同时进一步突出了昆虫特异性的delta类和epsilon类在进化上相对较近的分化关系。结构建模表明，谷胱甘肽结合位点（G-site）高度保守，但疏水性底物结合区域（H-site）存在较大差异。此外，epsilon类GST的4号螺旋相较于delta类酶更靠近谷胱甘肽结合位点，取向约近10°，提示其活性位点结构存在差异。采用1-氯-2,4-二硝基苯（CDNB）进行的稳态动力学分析表明，epsilon类GST通常具有更高的催化效率。抑制研究显示，ECA作为delta类GST的强效混合型抑制剂，可使其催化效率降低高达56倍，而PER的作用较弱且更依赖于物种。值得注意的是，通过差示扫描荧光法（DSF）测定发现，ECA结合可显著稳定delta类GST；同时，氢氘交换质谱（HDX-MS）结果表明，ECA还诱导了3/4连接区及活性位点基序的选择性刚化。总体而言，这些发现表明，分析介导昆虫GST抑制的构象动力学具有重要意义，并为在新一代选择性杀虫剂设计中利用同工酶特异性的结构特征提供了理论框架。

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🏷️ 昆虫GST 杀虫剂抗性 酶抑制 构象动力学 结构建模 选择性害虫防治