配体门控氯离子通道(Ligand-gated chloride channels,LGCCs)是杀虫剂的重要靶标,对昆虫而言,主要包括γ-氨基丁酸门控氯离子通道(GABA-gated chloride channels,GABACls)、谷氨酸门控氯离子通道(glutamate-gated chloride channels,Glu Cls)和组氨酸门控氯离子通道(histamine-gated chloride channels,His Cls)。而针对该类靶标的传统杀虫剂往往存在对哺乳动物毒性大、对环境不友好、昆虫易产生抗性等问题,因此需要不断设计和开发出结构新颖、作用机制不同的新型杀虫剂。本论文以黑腹果蝇GABACl、Glu Cl和His Cl为研究对象,从分子水平上探索新型杀虫剂—异噁唑啉类化合物与这3种靶标的作用机理和不同点,预测起关键作用的氨基酸,并期望利用虚拟筛选手段发现新颖、高效的杀虫剂先导化合物。主要研究内容如下:1.同源模建和分子动力学优化。以序列一致性较高的人类GABA受体或甘氨酸受体的晶体结构为模板,运用同源模建的方法构建黑腹果蝇GABACl、Glu Cl和His Cl的三维结构,并运用分子动力学方法优化其结构和能量,最终得到稳定可靠的三维结构模型。2.分子对接。以上述蛋白结构为受体、已知活性的异噁唑啉类杀虫剂为配体,利用分子对接方法寻找潜在作用位点并探究作用机理的不同。结果表明,代表化合物fluralaner能较好的与黑腹果蝇的GABACl和Glu Cl相结合,抑制GABACl的能力较强,对His Cl的作用较小。预测GABACl中与fluralaner起相互作用的关键氨基酸残基为Ile218、Leu222、Leu250、Met256、Gly277、Phe280、Val281和Ala285。3.氨基酸虚拟突变。依据上述蛋白结构和分子对接结果,利用氨基酸虚拟突变来构建黑腹果蝇GABACl突变体,经能量优化后再次与fluralaner进行分子对接,通过比较氨基酸突变前后对接打分来探索相互作用的关键氨基酸。结果表明,Phe280是与fluralaner结合的关键氨基酸,Leu222、Met256和Ala285也极有可能是关键氨基酸。4.药效团模型构建和虚拟筛选。首先对10个异噁唑啉类杀虫剂进行药效团的构建,得到的最佳药效团模型包含3个氢键受体、5个疏水中心和1个负电荷中心,该模型能够与建模的异噁唑啉类分子完全匹配,其富集因子为15.4,具有较好的筛选能力。然后分别利用基于药效团和基于分子对接的虚拟筛选对Zinc数据库进行搜索,最后结合图形学考察,发现了6个有望成为新颖、高效杀虫剂的候选化合物。