Forscher haben gezeigt, dass ein bekannter Inhibitor der Säugetier‑Glykogenphosphorylase (GPI) die rekombinante Glykogenphosphorylase von Plutella xylostella (PxGP) mit einer IC50‑Konzentration von 2,96 nM stark hemmt, während das Benzoylphenylurea‑Insektizid Diflubenzuron keine messbare Wirkung zeigte.
Starke Inhibition von PxGP in vitro
Die In‑Vitro‑Analyse erfolgte mit rekombinantem PxGP, wobei molekulare Docking‑Simulationen und MM/GBSA‑Berechnungen einen differenzierten Seitenketten‑Kontakt als Ursache für die Selektivität identifizierten. Die Ergebnisse belegen, dass GPI die enzymatische Aktivität von PxGP signifikant reduziert.
Fehlende insektizide Wirkung
Trotz der ausgeprägten In‑Vitro‑Hemmung zeigte GPI in Bioassays an Larven von Plutella xylostella keinerlei insektizide Wirkung; die Mortalität blieb im Vergleich zu Kontrollen unverändert.
RNAi‑Ergebnisse und Fitness
Durch RNA‑interferenz wurde die Expression von PxGP reduziert, was zu einer durchschnittlichen Abnahme der GP‑Aktivität um etwa 29 % führte. Die betroffenen Larven verloren kurzfristig an Gewicht, erholten jedoch ihr Puppen‑ und Adultgewicht vollständig, und es traten weder morphologische Veränderungen noch Beeinträchtigungen der Fortpflanzungsfähigkeit auf.
Metabolische Kompensation
Parallel zur GP‑Reduktion erfolgte eine Hochregulierung der gluconeogenen Enzyme Phosphoenolpyruvat‑Carboxykinase (PEPCK) und Glukose‑6‑Phosphatase (G‑6‑Pase). Zusätzlich wurde ein Anstieg der Protein‑Catabolismus‑Rate gemessen, was auf die Nutzung alternativer Kohlenstoffquellen hinweist.
Bedeutung für Insektizid‑Strategien
Die Kombination aus fehlender Insektizid‑Wirksamkeit von GPI und der fehlenden Auswirkung von PxGP‑Knockdown auf die Entwicklung legt nahe, dass Glykogenphosphorylase unter den getesteten Bedingungen funktionell nicht essentiell ist. Die Ergebnisse betonen die Notwendigkeit, metabolische Redundanzen bei der Entwicklung von zielgerichteten Insektiziden zu berücksichtigen.
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