基于天然毒芹聚乙炔化合物与GABAA受体互相作用差异的分子设计与活性研究

To overcome the problem of highly toxic and selective activity of hemlock polyacetylenes between cotton bollworm and mammal GABAA receptors, high optical purity natural hemlock polyacetylenes are obtained by new separated and synthetic methods in this research. Herein, for the design and synthesis of novel biologically active compounds, we study the interaction and differences of binding site of hemlock extract on GABAA receptors between cotton bollworm and Mus musculus by molecular modeling and experiment. Through indoor and field bioassay, we strive to develop highly selective insecticidal lead compounds. This research would clarify the interaction and selectivity of different GABAA receptors with diverse hemlock polyacetylenes, and provide a theoretical and practical basis for the development of selective insecticides, botanical rodenticides and hemlock antidotes. This research focuses on the quality and safety of agricultural production seriously affected by pests and rodents, through the rational use of diverse polyacetylenes contained in hemlock (Cicuta), to develope environmentally friendly and efficient botanical pesticides, while to reduce hemlock poisoning and economic losses in livestock.

本项目针对毒芹聚乙炔化合物高毒性，以及在昆虫与哺乳动物GABAA受体之间的选择性问题，通过分离与合成新方法获得高光学纯度的天然毒芹聚乙炔化合物，进行分子模拟与受体结合实验研究，以明确毒芹聚乙炔化合物对重要有害生物棉铃虫和小家鼠GABAA受体的互相作用以及结合位点差异，在此基础上进行化合物优化设计与合成，通过室内和田间生物活性试验，力求筛选高选择性的杀虫先导化合物。本课题研究成果有望阐明多样性聚乙炔化合物对不同GABAA受体相互作用及选择性，为开发高效低毒杀虫剂、毒芹解毒剂、以及植物源农药的安全使用，提供相应理论依据和实践基础。本课题着眼于严重危害农业生产和农产品质量安全的害虫与害鼠等有害生物入侵问题，通过合理利用毒芹属植物（Cicuta）所含有的多样性聚乙炔化合物，开发环保高效的植物源农药，同时具有减少毒芹中毒事件和畜牧业经济损失的现实意义。

本项目中申请人通过制备伞形科植物毒芹、三七等天然聚乙炔化合物，进行化合物的生物测定和构效关系研究，目的是探索昆虫与哺乳动物GABAA受体之间的选择性问题，开发新型高效低毒植物源农药。申请人通过分离与合成新方法获得高光学纯度的多种天然聚乙炔化合物和衍生物，进行分子模拟与受体结合实验研究，以明确天然聚乙炔化合物对害虫和小家鼠GABAA受体的互相作用以及结合位点差异，在此基础上进行化合物优化设计与合成，通过室内和田间生物活性试验，筛选高选择性的杀虫、杀线虫、杀菌活性化合物，以及研究毒芹的毒性机制。本课题研究成果初步探明多样性聚乙炔化合物对不同GABAA受体相互作用及选择性，为开发高效低毒杀虫剂、杀菌剂、毒芹解毒剂、以及植物源农药的安全使用，提供相应理论依据和实践基础。本课题着眼于严重危害农业生产和农产品质量安全的害虫、土传病害等问题，通过合理利用伞形科所含有的多样性聚乙炔化合物，开发环保高效的植物源农药的现实意义。