棉铃虫可溶型海藻糖酶的化学修饰

【目的】本研究旨在通过分析化学修饰剂对棉铃虫Helicoverpa armigera可溶型海藻糖酶活性的影响,以明确海藻糖酶活性中心的结构特点和氨基酸构成。【方法】采用化学修饰方法,测定不同修饰剂处理后棉铃虫5龄幼虫海藻糖酶催化活性的变化,进而通过化学修饰反应失活常数来推测酶活性中心的特定氨基酸残基数量。【结果】采用8 mmol/L水溶性碳二亚胺(carbodiimide,EDC)溶液和25 mmol/L苯甲酰甲醛(phenylglyoxal,PG)溶液分别对棉铃虫5龄幼虫海藻糖酶羧酸基团和精氨酸残基进行修饰后,其活性分别减少81.58%和54.14%,这表明对羧酸基团和精氨酸残基的修饰可有效抑制海藻糖酶活性。底物海藻糖可保护海藻糖酶不受修饰剂的影响。修饰动力学结果显示,海藻糖酶活性中心可能包含1个羧酸基团和2个精氨酸残基。【结论】结果表明,含有羧基的谷氨酸和天冬氨酸是海藻糖酶活性中心的催化残基,精氨酸是维持海藻糖酶活性的必要残基。本研究结果可为开发新型农药提供理论支持。     

栗精碱对棉铃虫中肠组织可溶型海藻糖酶的抑制效应

【目的】研究一种植物源化合物栗精碱对棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)5龄幼虫中肠组织可溶型海藻糖酶的活体和离体抑制效果,初步探索其抑制作用。【方法】经过离子交换层析和疏水层析从棉铃虫5龄幼虫中肠组织分离纯化得到可溶型海藻糖酶,通过凝胶过滤层析确定其分子量。分别用不同浓度的抑制剂进行离体和活体抑制研究,得出栗精碱对可溶型海藻糖酶的抑制率和抑制中浓度(IC50),并采用Lineweaver-Burk和Dixon作图法分析抑制类型。【结果】棉铃虫中肠可溶型海藻糖酶比活力为2.022 U/mg,回收率为67.57%,纯化倍数为23.84,分子量约为67 k Da。离体抑制研究表明,3.75,7.5,15和30μmol/L的栗精碱对可溶型海藻糖酶的抑制率分别为42.00%,50.30%,58.32%和67.33%;抑制中浓度(IC50)为7.32μmol/L。通过LineweaverBurk和Dixon作图法,确定栗精碱是棉铃虫中肠组织可溶型海藻糖酶的一种有效的竞争性抑制剂,Ki值为4.9μmol/L。活体抑制研究表明,分别注射浓度为30,15和7.5μmol/L栗精碱10和20 h后,棉铃虫中肠可溶型海藻糖酶活性被显著抑制(P0.05)。相应地,注射后随着时间的延长,血淋巴海藻糖含量连续增加。而注射栗精碱20 h后,血淋巴葡萄糖浓度显著下降,使棉铃虫的能量供给出现障碍。【结论】结果表明,栗精碱是棉铃虫中肠可溶型海藻糖酶的一种有效的抑制剂,可为下一步开发有效的棉铃虫杀虫剂提供理论支持。     

几种植物源化合物对棉铃虫海藻糖酶活性及相关碳水化合物含量的影响

碳水化合物对昆虫的能量代谢和物质合成具有重要的作用。本研究选用2种一般性生物碱（氢溴酸东莨菪碱和烟碱）以及2种β-葡萄糖苷类化合物（七叶灵和皂角苷）, 研究其在不同浓度下对棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)幼虫体内海藻糖酶活性及相关碳水化合物代谢的影响。结果表明: 用饲喂法处理3龄幼虫96 h后, 皂角苷对棉铃虫幼虫的活体抑制效果明显, 且随添加物浓度增高, 棉铃虫死亡率上升, 10, 20, 40 g/L浓度下棉铃虫的均重分别是0.194, 0.089和0.034 g, 分别为对照的86.99%, 39.91%和15.24%。对海藻糖酶活性及其相关代谢酶的测定结果表明, 2种苷类化合物显著抑制中肠海藻糖酶活性, 饲喂40 g/L皂角苷的试虫中肠海藻糖酶比活力仅是对照组的54.21%; 饲喂30 g/L七叶灵的试虫中肠海藻糖酶比活力为对照组的83.73%。而2种生物碱类化合物显著抑制血淋巴和脂肪体中海藻糖酶活性, 20 g/L氢溴酸东莨菪碱对棉铃虫血淋巴和脂肪体组织的海藻糖酶活性抑制率分别为7.24%和71.43%; 而20 g/L烟碱对试虫血淋巴和脂肪体组织的海藻糖酶活性抑制率为26.29%和33.44%。用氢溴酸东莨菪碱、 烟碱和七叶灵处理试虫后, 血淋巴海藻糖含量都有所增高。4种化合物能够导致试虫糖原磷酸化酶活性变化, 其中, 皂角苷在中肠和脂肪体表现为显著抑制作用, 而随外源化合物浓度变化, 糖原含量和糖原磷酸化酶活性表现为此消彼长关系。饲喂4种植物源化合物的试虫血淋巴中葡萄糖浓度变化和其海藻糖变化一致。本研究证明β-葡萄糖苷类化合物是海藻糖酶抑制剂, 在作为先导化合物进行农药创制开发方面具有重要意义。