舞毒蛾谷胱甘肽S-转移酶的结构预测及其与杨树次生物质的分子对接分析

作者：谢佳铭; 曹传旺^*; 孙丽丽; 李明俊; 张瑞琼

来源：南京林业大学学报(自然科学版), 2023, 1-13.

• 舞毒蛾
• 谷胱甘肽S-转移酶
• 杨树次生物质
• 同源建模
• 分子对接
• 结合能

【目的】明确舞毒蛾（Lymantria dispar）谷胱甘肽S-转移酶（glutathione S-transferase， GST）与杨树主要次生物质的结合能力和结合方式，旨在为解析GST介导的舞毒蛾对杨树次生物质适应性机制提供理论基础，并通过GST分子模拟筛选结合能力强的次生物质，为舞毒蛾的科学防治提供新的策略。【方法】基于Swiss-model算法，经序列多重比对后，以氨基酸序列一致性大于30%的GST蛋白作为建模模板，对10条舞毒蛾GST蛋白进行同源建模，成功构建其三维结构。随后，利用SAVESv软件对已构建的GST蛋白三维结构进行评估。从Pubchem网站获得6种杨树次生物质的3D结构并运用Discovery Studio 2019 Client软件对10种GSTs模型和6种杨树次生物质进行分子对接，通过结合能和可视化分析对接情况【结果】10种舞毒蛾GST蛋白同源建模所得模型均满足拉氏构象图中氨基酸位于最佳合理区和允许区域的数量大于90%的条件；三维结构与一级结构的兼容性评分大于0.2的氨基酸数量大于80%；所得ERRAT值为91.73%～97.82%，可知10种GSTs模型评估合格。分子对接结果表明，GSTs与杨树次生物质分子间均含有氢键及共价键；其中，与水杨苷结合最优蛋白为LdGSTs2，结合能为-45.70 kJ/mol；与咖啡酸结合最优蛋白为LdGSTz2，结合能为-43.96 kJ/mol；与邻苯二酚和芦丁结合最优蛋白为LdGSTz1，结合能分别为-25.86 kJ/mol和-95.46 kJ/mol；与黄酮结合最优蛋白为LdGSTe2，结合能为-32.49 kJ/mol；与槲皮素结合最优蛋白为LdGSTo2，结合能为-62.09 kJ/mol。【结论】舞毒蛾GSTs与杨树次生物质结合能均≤-5 kJ/mol且均含有氢键和共价键且同种杨树次生物质与不同GST的结合能相似，表明舞毒蛾GSTs与杨树次生物质之间具有较好的亲和力并且分子间结合稳定，GSTs对次生物质特异性不高，但同种GST与不同的杨树次生物质的亲和力强弱存在差异。研究结果可为添加次生物质降低杀虫剂抗药性提供理论依据。

• 单位
  东北林业大学