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双酰胺类杀虫剂作用机制及抗性突变的解析

找药助理
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关键词: #健康资讯

  近期,天津大学尉迟之光团队与英属哥伦比亚大学的Filip Van Petegem团队在《Nature Communications》上发表了一项重要研究,题为“Cryo-EM structures of ryanodine receptors and diamide insecticides reveal the mechanisms of selectivity and resistance”。该研究利用冷冻电镜技术,解析了双酰胺类杀虫剂与其靶标——鱼尼丁受体(RyR)的复合物结构,揭示了杀虫剂选择性激活昆虫受体的分子机制。此外,研究还解析了携带常见抗性突变的受体结构,阐明了抗性突变如何通过双重机制影响杀虫剂的效能,从而导致抗药性的产生。

  鱼尼丁受体的功能与重要性

  鱼尼丁受体是一种位于内质网膜上的钙离子通道,在肌肉的兴奋-收缩耦联过程中起着核心作用。它的正常功能对于肌肉收缩和运动至关重要。作为全球销量最高的杀虫剂之一,双酰胺类杀虫剂通过选择性激活昆虫RyR,导致细胞内钙离子的过度释放,从而引发昆虫肌肉瘫痪,最终致死。

  在早期的研究中,尉迟之光团队通过对兔源RyR的研究,揭示了氯虫苯甲酰胺(Chlorantraniliprole)对RyR的作用位点位于通道的假电压感受功能域。这一发现为理解双酰胺类杀虫剂的作用机制奠定了基础。

  双酰胺类杀虫剂的结合模式

  在此次研究中,研究团队设计了昆虫源的嵌合体RyR,以解析新型邻氨基甲酸类双酰胺杀虫剂四唑虫酰胺(Tetraniliprole)和邻苯二甲酰胺类杀虫剂氟苯虫酰胺(Flubendiamide)与受体的结合模式。研究表明,这两种杀虫剂都作用于RyR的相同位点,但结合方式有所不同,从而解开了此前对作用位点存在的争议。

  此外,研究还揭示了关键氨基酸残基和药效基团在物种选择性中的作用,为双酰胺类衍生物的构效关系提供了更深刻的理解。这一发现对下一代双酰胺类杀虫剂的开发具有重要的理论意义。

  昆虫抗药性的机制

  昆虫的抗药性主要由行为抗性、穿透抗性、代谢抗性和靶标抗性等机制引起。其中,靶标抗性通常由基因突变引发。在多个重要农业害虫种群中,已经发现了与RyR相关的抗性突变,这些突变导致杀虫剂的效力大幅下降,有些抗性甚至提高数百倍,最终对粮食产量造成显著影响。

  研究团队解析了携带I4790M和G4946E两种常见抗性突变的RyR结构,并研究了其与氯虫苯甲酰胺结合的复合物。研究发现,这些突变不仅降低了钙通道的开放效率,使其更稳定地保持在关闭状态,还通过改变药物结合位点的结构,降低了杀虫剂的结合亲和力,从而实现了抗药性的双重效应。

  研究的意义与展望

  本研究的成果不仅揭示了双酰胺类杀虫剂的作用机制,还详细阐明了抗性突变的分子机制,为开发能够有效控制抗性害虫的新型绿色杀虫剂提供了重要线索。随着农业害虫的抗药性日益严重,理解这些机制的研究将对农业生产和生态安全产生深远影响。

  未来的研究可以基于本研究的发现,进一步探索新型杀虫剂的设计策略,优化药物分子的结构,提高其对靶标的选择性和结合力,同时避免抗性突变的发生。这将为实现可持续农业发展和减少农药使用提供科学依据,帮助应对全球粮食安全挑战。

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2026-08-27

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#病因

2026-08-27

新冠感染者如何处理隔离物品
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2026-08-27

什么是上气道咳嗽综合征
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上气道咳嗽综合征,也称为“伴有咳嗽的上呼吸道感染”,是一种常见的疾病,主要表现为咳嗽、喉咙痛和鼻塞等症状。这种疾病通常由病毒感染引起,是上呼吸道感染的一种形式。 上气道咳嗽综合征的症状通常包括喉咙痛、干咳、鼻塞、流涕和轻微的发热。咳嗽可能是最突出的症状,而且常常持续数天至数周。在一些情况下,咳嗽可能会持续更长的时间,给患者带来不适和烦恼。 这种疾病主要通过空气中的飞沫传播,特别是当感染者咳嗽或打喷嚏时。此外,与感染者密切接触或触摸被感染表面后触摸口、鼻或眼睛也可能导致传播。因此,保持良好的个人卫生习惯,如勤洗手、避免与生病的人密切接触以及避免触摸口鼻眼等部位,是预防该疾病传播的重要措施。 对于大多数患者来说,上气道咳嗽综合征是一种轻微的疾病,通常会在一到两周内自行缓解。治疗的重点通常是缓解症状,如通过服用非处方药物来减轻咳嗽和喉咙痛。此外,多喝水、休息和避免疲劳也有助于促进康复。 在一些情况下,特别是对于存在基础健康问题或免疫系统较弱的人群,上气道咳嗽综合征可能会导致并发症,如中耳炎、支气管炎或肺炎。因此,对于这些人群,及时就医并接受医生的指导和治疗是至关重要的。 总的来说,上气道咳嗽综合征是一种常见的疾病,通常是由病毒感染引起的。大多数情况下,它是一种轻微的疾病,可以通过休息和适当的自我护理来缓解。在一些情况下,特别是对于存在基础健康问题的人群,可能需要更加密切的监测和治疗。因此,对于感染症状持续时间较长或症状严重的患者,最好及时就医寻求专业建议。

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2026-08-27

慢性阻塞性肺疾病与吸烟的关系
慢性阻塞性肺疾病与吸烟的关系
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种以气道阻塞为特征的慢性肺部疾病,主要表现为呼吸困难、咳嗽和痰液分泌增加。根据世界卫生组织(WHO)的数据,COPD已成为全球第三大死亡原因。吸烟被公认为COPD的重要危险因素之一,这篇文章将探讨吸烟与慢性阻塞性肺疾病之间的关系。 吸烟对呼吸系统的影响 吸烟是一种复杂的行为,其烟雾中含有多种有害物质,包括尼古丁、焦油、一氧化碳和其他刺激性化学物质。这些物质对呼吸系统造成多方面的损害: 1. 气道炎症:吸烟会引起气道内的慢性炎症,导致气道壁增厚和结构变化。 2. 气道重塑:长期吸烟可导致气道的重塑,改变气道的弹性和顺应性,使得气道更易于阻塞。 3. 纤毛功能损伤:吸烟破坏纤毛的正常功能,降低了清除肺部异物和分泌物的能力,增加了感染的风险。 这些变化共同作用,最终导致了慢性阻塞性肺疾病的形成。 吸烟与COPD的流行病学研究 大量流行病学研究表明,吸烟是COPD的主要致病因素之一: 1. 吸烟率与COPD发病率的关联:研究显示,吸烟者比非吸烟者更容易发展为COPD。吸烟越多,患病风险越高。 2. 被动吸烟:不仅是主动吸烟,接触二手烟的人群(如家庭成员吸烟者)也呈现出较高的COPD发病率,这进一步表明烟草的危害是普遍而广泛的。 吸烟 cessation和COPD管理 戒烟被认为是预防和管理COPD的关键措施之一。研究表明,停止吸烟能够显著减缓肺功能的下降,并降低COPD患者的死亡率。戒烟的益处包括: 改善肺功能:尽管部分肺功能下降是不可逆的,但戒烟有助于减少进一步的损害。 降低症状:戒烟后,许多COPD患者注意到呼吸困难和咳嗽症状有所改善。 降低合并症风险:戒烟还可以降低心血管疾病、肺癌等与吸烟相关的其他疾病风险。 结论 慢性阻塞性肺疾病与吸烟之间的关系是显著而明确的。吸烟不仅是COPD的重要诱因,而且对肺部健康造成长期和不可逆转的损害。为了预防和控制这一严重的公共卫生问题,提高公众对吸烟危害的认识,并积极推广戒烟支持服务是至关重要的。通过教育、宣传和有效的政策干预,我们可以减少吸烟率,从而降低COPD的发病率,提高人们的生活质量。

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2026-08-27

健康问答

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