基于GC-MS分析和计算机模拟的臭椿提取物对牛蜱Rhipicephalus microplus和Hyalomma anatolicum杀螨活性研究：体外与分子对接新策略

本研究针对化学杀螨剂耐药性及环境危害问题，通过GC-MS分析鉴定臭椿(Ailanthus altissima)甲醇提取物中29种生物活性成分，采用成虫浸渍试验(AIT)证实其对牛蜱(Rhipicephalus(Boophilus) microplus)和Hyalomma anatolicum的显著杀螨效果(100 mg/mL浓度2小时死亡率达100%)。通过同源建模和分子对接揭示4-喹啉羧酸(-6.6 kcal/mol)和γ-生育酚(-6.7 kcal/mol)分别与RmAChE和HaGST靶点的强效结合，为开发新型植物源杀螨剂提供理论依据。

　　

蜱虫作为吸血性外寄生虫，不仅直接危害牲畜健康，更是莱姆病、克里米亚-刚果出血热等致命病原体的传播媒介。在热带和亚热带地区，牛蜱(Rhipicephalus(Boophilus) microplus)和Hyalomma anatolicum造成的经济损失尤为严重。传统化学杀螨剂面临双重困境：一方面导致环境污染，另一方面引发蜱虫耐药性。这促使科学家将目光转向植物源替代方案——臭椿(Ailanthus altissima)这种广泛分布于巴基斯坦的乔木，其提取物已被证实具有抗癌、抗炎等活性，但杀螨潜力尚未被探索。

来自巴基斯坦马尔丹阿卜杜勒·瓦利汗大学的研究团队在《Scientific Reports》发表创新研究，首次系统评估臭椿叶提取物对两种重要蜱种的杀螨效果及分子机制。通过GC-MS分析鉴定出12种主要活性成分，包括4-喹啉羧酸、γ-生育酚等；采用成虫浸渍试验证实提取物浓度依赖性杀螨效果(100 mg/mL浓度2小时完全致死)；结合同源建模和分子对接技术，阐明活性成分与蜱虫乙酰胆碱酯酶(RmAChE)和谷胱甘肽S-转移酶(HaGST)的相互作用机制。ADMET预测显示这些植物成分具有良好的药物动力学特性，为开发环境友好型杀螨剂奠定基础。

研究采用四个关键技术方法：(1)从巴基斯坦Buner地区采集臭椿叶片制备甲醇提取物；(2)GC-MS分析鉴定29种生物活性成分；(3)成虫浸渍试验评估不同浓度(25-100 mg/mL)提取物对野外采集蜱虫的致死效果；(4)通过SWISS-MODEL构建RmAChE和HaGST蛋白三维模型，利用AutoDock Vina进行分子对接分析。

GCMS分析
研究通过GC-MS从臭椿甲醇提取物中鉴定出29种化合物，重点分析12种具有潜在生物活性的成分，包括保留时间13.066分钟的野靛碱(Cytisine)、27.133分钟的γ-生育酚(Gamma Tocopherol)等。这些化合物结构多样性丰富，为后续活性研究提供物质基础。

Adult immersion test
成虫浸渍试验显示，臭椿提取物对所有测试浓度均表现出时间-剂量依赖性杀螨效果。100 mg/mL浓度组在2小时内对两种蜱虫实现100%致死率，显著优于阳性对照氯菊酯(permethrin)。计算得到的LC₅₀
和LC₉₀
值证实提取物高效性，如对R. microplus的2小时LC₅₀
仅为20.492 mg/mL。

Homology modelling and validation
研究团队通过SWISS-MODEL构建RmAChE3(序列一致性94.17%)和HaGST(52.07%序列一致性)的三维模型。Ramachandran图显示93.7%(HaGST)和87.6%(RmAChE3)的残基位于最有利区域，ERRAT评分均超过93，证实模型可靠性。PROSA分析得到Z分数分别为-8.68和-8.08，进一步验证模型质量。

Inhibition of acetylcholine esterase
分子对接揭示4-喹啉羧酸与RmAChE3结合能达-6.6 kcal/mol，通过π-π堆积、碳氢键等相互作用与HIS 532残基结合。该化合物在ADMET预测中显示良好药物相似性(零规则违反)，提示其作为靶向抑制剂的潜力。

Inhibition of glutathione S transferase
γ-生育酚以-6.7 kcal/mol结合能成为HaGST最强抑制剂，与TYR-7、TYR-116等残基形成3个氢键和多种疏水相互作用。虽然其分子量(416.68 g/mol)略超"五规则"标准，但低毒性特征使其仍具开发价值。

ADMET calculation
瑞士ADME分析显示，12种活性成分中9种符合"五规则"，其中4-氨基丁酰胺(4-Aminobutyramide)等化合物表现出最佳吸收特性。尽管二异辛基邻苯二甲酸酯(Diisooctyl phthalate)等存在1个Brenk警报，但整体药代动力学特征良好。

这项研究首次证实臭椿提取物对两种重要兽医蜱种的显著杀螨活性，其效果优于传统化学药剂。通过整合体外实验与计算机模拟，不仅阐明4-喹啉羧酸和γ-生育酚等成分的作用靶点，还发现这些植物化合物具有理想的药物动力学特性。该研究为开发环境友好型杀螨剂提供重要候选分子，同时建立的RmAChE和HaGST蛋白模型为后续靶向药物设计奠定基础。未来研究需关注提取物标准化制备工艺优化，以及在实际畜牧环境中的现场验证，以推动植物源杀螨剂从实验室走向田间应用。