昆虫嗅觉结合蛋白研究进展.pdf

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昆虫嗅觉结合蛋白研究进展：㈣．．甤吴帆，张莉，邱一蕾，李红亮昆虫学报摘要：嗅觉结合蛋白是嗅觉系统的第一个参与者，主要表达在嗅觉外周系统淋巴液中，负责识别、结合和转运气味和信息素分子到达嗅觉受体。近些年，随着各种生物新技术的应用，大量昆虫嗅觉结合蛋白被鉴定出来，其各种不同功能得到揭示。本文对近年来嗅觉结合蛋白的分子特征、蛋白结构、功能和应用等方面的研究进展进行总结和综述。总的来说，嗅觉结合蛋白包括气味结合蛋白，蠹易澹谝且宦菪虰一折叠的基础上形成了相对简单而稳定的球形结构，使它们能适应各种环境和任务，所以嗅觉结合蛋白蛋白具有复杂多样的功能，且这些功能对昆虫生理和行为尤为重要。基于嗅觉结合蛋白功能，研究者已经把它们应用于生物防治、品种选育和制作生物嗅觉传感器等，具有巨大的潜在价值。本综述为昆虫嗅觉结合蛋白后续研究提供了参考信息及一些新的思路。关键词：昆虫；嗅觉；气味结合蛋白；化学感受蛋白；尼曼一匹克型蛋白；蛋白结构；生物防治—，⒒Ц惺艿鞍，湍崧黄タ薈偷白—中图分类号：文献标识码：文章编号：—，—珻，．琽，—／甼泄屏看笱蒲аг海憬∩锛屏考凹煲呒煅橹氐闶笛槭遥贾琙—琇，，：，琤甀瑆，．瑆瑂，瓽，，猙狿鲆籬瑆瓵．，，，．篒籵；猙；；狿；籦基金项目：国家自然科学基金项目；浙江省自然科学基金项目豢萍疾炕∽试吹鞑樽ㄏ作者简介：吴帆，男，年律幽闲叛羧耍┦浚彩Γ芯糠较蛭@コ嫘峋跎砩珽—：．甇ㄑ蹲髡逤收稿日期：—唤邮苋掌贏翧，猰篽．甤
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峋踅岷系鞍椎姆肿犹匦浴⒔峁购作用机制的动物类群，与人类关系非常密切。据报道，已命名中气味或信息素分子通过扩散进入昆虫ソ恰⒆等灞硖鼗母惺芷髦校坏步，在感受器嗅觉结中鉴定，之后研究者在多种昆虫中都有发现嗅觉结合蛋白作过综述τ栏统碳野玻王桂荣等，；万新龙和杜永均，５孀各种组学及生物信息学等技术的广泛应用，嗅觉结合蛋白的研究发展尤为迅速，又积累了丰富的知识。截至到目前，在双翅目、鳞翅目、膜翅目、鞘翅目和半等仁菪拚齗，很多蛋白的生化功能和应等方面取得的最新研究进展进行了总结和综述。早期研究认为饕J侗鸷徒岷掀胀ㄆ斗琍虯侗鸬姆肿佣季哂泄闫仔裕们既可以识别普通气味分子也可以识别昆虫信息素，而且一个配基可以被多种蛋白结合，只是偏向于在自然界中，昆虫是地球上种类最多、分布最广昆虫超过蛑郑冀谥ǘ飂％以上，超过其他动物物种的总和，＠コ嬷能够在复杂的自然环境中脱颖而出，这与其精密复杂的嗅觉系统密不可分。昆虫嗅觉系统包括中枢嗅觉系统和外周嗅觉系统两部分，识别过程有剑旱步，环境合蛋白的协助下，穿过血淋巴传递至外周神经树突细胞膜上的嗅觉受体．，坏步，信号分子与嗅觉受体发生作用，化学信号转化为电信号并激发树突神经兴奋；第剑魍簧窬缧藕经树突嗅神经叶处理传递到中枢神经，做出相应的行为和生理反应籐。作为嗅觉系统的第一个参与者，嗅觉结合蛋白发挥着重要的作用．，。嗅觉结合蛋白主要包括啵浩督岷系鞍産，⒒Ц惺艿鞍，湍崧黄タ薈偷鞍，，；．，５谝桓鲂峋踅岷系鞍于年在多音天蚕蛾触角。本文之前，一些研究者曾对翅目等昆虫中发现和鉴定到的嗅觉结合蛋白已经超过鯷根据，和用也得到了深入研究籅．，徽庞竦龋。本文对近年来嗅觉结合蛋白的分子特性、结构、功能和应用嗅觉结合蛋白是一类低分子量可溶性的亲水蛋白，大小在左右，一般呈酸性。蛋白撕十几个氨基酸的信号肽，用于分泌到胞外发挥功能。高级结构为球状，可以和不同的配基分子结合。气昧结合蛋白家族是最早发现的嗅觉结合蛋白，数量多而且最为复杂。它们最为显著的特征是丰富的仅一螺旋和保守的半胱氨酸图篈，８莨δ芸砂袿治#浩胀ㄆ督岷系白，、性信息素结合蛋白，触角特异性蛋白子，和主要识别和结合昆虫性信息素，其中是特异分布于触角的嗅觉结合蛋白．，５牵孀叛芯康纳钊耄芯空叻⑾与特定的分子结合来发挥功能夥ǖ龋籐．，。所以，的这种分类方式可能存在一定局限性。昆虫学报卷．，；昆虫嗅觉结合蛋白三维结构模型示例．，籞．，；猙图阂獯罄鄯湫峋踅岷系鞍譇峁却蠡杭也匣Ц惺艿鞍譈峁．，籧：本弓背蚁尼曼．匹克型蛋白三维结构．，
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根据保守的半胱氨酸数量则可把家族分为：经典⒍喟腚装彼酧非典型１Ｊ谻形成的二硫键是影响和维持蛋白结构的主要原因之一。一般情况，黾耙陨螩形成龆蚣～鯟只形成龆硫键。目前，利用射线晶体衍射和核磁共振等技术在昆虫中已经分析获得了多个的三维结构，相关信息可以在蛋白质数据库海畆畂／胁檠蔷且詏宦菪;是昆虫中发现的第嘈峋踅岷系鞍图中首次发现基因，可能与化学感受功能相关，其蛋白被命名为．，Ｖ钡辏珹仍谏衬中发现类似的序列，确定其与信息素识别相关，命名为分子量较稍小，但同样具有．螺旋和保守的话阒淮嬖个保守的坏悖形成龆蚣次秩督峁刮榷．，Ｏ喽杂贠珻诮高度保守，不同物种间相似性也很高，比例高达％～％，高度保守性可能是数量比少的原因之一．，嗦牖