基于农药特有靶标开展定向生物合理设计是我国十一五科学与技术发展规划中重点领域和优先主题。本项目选择昆虫烟碱乙酰胆碱受体(nAChR)为研究对象，首次采用同源模建方法建立昆虫nAChR靶标结构，利用分子对接，定量构效关系等技术手段对作用于nAChR靶标的新烟碱类杀虫剂分子进行理论研究，从分子水平上阐明二者的内在作用机理，指导新型含氟杂环化合物的分子设计，期望能够发现具有新颖结构的先导化合物。本课题率先建立一套基于昆虫nAChR靶标结构进行生物合理设计的虚拟筛选平台，为解决由于农药作用靶标结构信息缺乏而制约农药生物合理设计发展的瓶颈问题提供一条崭新途径，有利于提高我国新型农药创制的速度和效率，对于研究和开发具有高选择性的新农药具有重要的指导意义。

基于农药特有靶标开展定向生物合理设计是我国十一五科学与技术发展规划中重点领域和优先主题。本项目首次以同源蛋白Aplysia californica乙酰胆碱结合蛋白（Ac-AChBP）作为昆虫烟碱乙酰胆碱受体(nAChR)结构的最佳替代，利用分子对接，定量构效关系等技术对作用于昆虫nAChR 靶标的新烟碱类杀虫剂进行理论研究，从分子水平上阐明氢键，卤键及其Π-Π堆积作用对新烟碱类杀虫剂与昆虫靶标的结合最为重要。基于新颖的卤键作用，指导设计了含三氟甲基、含溴、含羟基、含氨基的3-吡啶基新型杂环化合物，发现含三氟甲基、含溴的杂环化合物具有潜在的生物活性，有望成为新型的新烟碱类分子。对新烟碱类杀虫剂的选择性作用机制研究发现，电负性药效团与Cys190NH（Ac-AChBP）和 Cys187NH（Ls-AChBP）之间作用的差异是其具有选择性的关键所在。本课题率先建立一套基于昆虫nAChR 靶标结构进行生物合理设计的虚拟筛选平台，为解决因农药靶标结构缺乏而制约农药生物合理设计发展的瓶颈问题提供崭新途径，有利于提高我国新型农药创制的速度和效率，对研究和开发具有高选择性的新农药发挥重要指导作用。