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1.
为探究入侵我国的重大林业检疫性害虫松树蜂Sirex noctilio的气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)与其相关信息化学物质的结合模式和结合能力,采用Swiss-model在线服务器对松树蜂触角中高表达的4种OBP序列进行同源模建,采用Procheck、Verify_3D和ERRAT程序对模建质量进行评价;并应用Autodock软件对OBP模型和相关信息化学物质进行分子对接分析。结果显示,在松树蜂触角中高表达的4种蛋白为SnocOBP4、SnocOBP6、SnocOBP9和SnocOBP12,其同源模建所得模型质量较好:均满足拉氏构象图中氨基酸位于最佳合理区的数量大于90%的条件;三维结构与一级结构的兼容性评分大于0.2;所得ERRAT值分别为85.71%、95.10%、98.15%和91.82%。分子对接显示,与松树挥发物α-蒎烯和β-蒎烯结合最好的蛋白是SnocOBP12,结合能分别为-5.36 kJ/mol和-5.48 kJ/mol;与雌性信息素成分顺-9-二十九烯结合最好的蛋白是SnocOBP4,结合能为-5.42 kJ/mol;与雄性信息素成分顺-3-癸烯醇和顺-4-癸烯醇结合最好的蛋白是SnocOBP9,结合能分别为-4.37 kJ/mol和-4.45 k J/mol;而3-蒈烯、顺-7-二十七烯和反-2,4-癸二烯醛等气味分子与SnocOBP6的结合能较低,结合能最低的是顺-7-二十七烯,为-6.08 k J/mol。雄蜂主要信息素成分顺-3-癸烯醇与其同分异构体反-3-癸烯醇相比,与SnocOBP9的结合能较低;但是反-3-癸烯醇能以较强的氢键竞争SnocOBP9结合位点。研究表明这4种松树蜂OBP与相应植物挥发物或雌雄信息素具有较好的亲和力,参与了松树蜂对不同信息化学物质的识别过程。  相似文献   

2.
为明确花椒窄吉丁Agrilus zanthoxylumi气味结合蛋白AzanOBP3与其寄主花椒Zanthoxylum bungeanum主要气味挥发物的结合模式及结合能力,利用Signal P 5.0和ProParam Tool-ExPASy软件对AzanOBP3的基本理化性质进行生物信息学分析,采用Swiss-Model对AzanOBP3序列进行同源建模,通过SAVES 5.0软件中Verify-3D、ERRAT以及ProCheck模块评价模型,应用AutoDock Tool 1.5.6软件对AzanOBP3模型和46种主要寄主挥发物进行分子对接分析。结果显示,花椒窄吉丁气味结合蛋白AzanOBP3同源建模所得模型质量较好,其Verify-3D、ERRAT以及ProCheck得分均符合同源建模要求。AzanOBP3与46种花椒气味挥发物主要以氢键、疏水作用和范德华力相结合,其中,13种链状配体与AzanOBP3的结合能力总体上弱于33种环状配体,链状配体中的芳樟醇和环状配体中的荜澄茄油烯与AzanOBP3表现出较好的结合能力,自由结合能分别为-5.2 kJ/mol和-6.6 kJ/...  相似文献   

3.
烟粉虱为重要的入侵性经济作物害虫,对入侵地寄主植物存在选择性和偏好性。为明确烟粉虱气味结合蛋白(odorant binding protein,OBPs)的相关特性,通过克隆其OBP8基因Btab OBP8,进行同源基因进化关系分析,构建原核表达载体诱导表达重组蛋白,并利用基于荧光探针N-苯基-1-萘胺(N-phenyl-1-naphthylamine,1-NPN)的荧光竞争结合试验测试了Btab OBP8与不同寄主植物挥发物的结合功能。结果表明,Btab OBP8基因的开放阅读框全长480 bp,编码159个氨基酸,与半翅目其它害虫的OBP8基因进化关系较远。Btab OBP8蛋白重组后,4种化合物即β-紫罗兰酮、月桂烯、柠檬烯和P-伞花烃将1-NPN的相对荧光强度降低到50%以下,其中β-紫罗兰酮和月桂烯与Btab OBP8的结合能力最强,解离常数分别为13.32μmol/L和21.53μmol/L。表明β-紫罗兰酮和月桂烯与Btab OBP8具有良好的亲和力,推测Btab OBP8对β-紫罗兰酮和月桂烯的识别可能参与了烟粉虱对绿色开花植物的吸引和选择作用。  相似文献   

4.
为明确腰果角盲蝽Helopeltis theivora气味结合蛋白3(odorant binding protein 3,OBP3)功能及其嗅觉感受机制,利用PCR技术结合c DNA末端快速扩增(rapid amplification of c DNA ends,RACE)技术克隆其cDNA全长序列,利用多个生物信息学软件对其进行序列分析,并通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qPCR)技术检测其在腰果角盲蝽成虫不同组织中的表达量。结果显示,腰果角盲蝽HtheOBP3基因(GenBank登录号为QHI06949)开放阅读框为474 bp,编码157个氨基酸残基,预测蛋白分子量约为17.15 kD,等电点为5.14,无信号肽和跨膜结构,蛋白氨基酸序列中具有6个保守半胱氨酸残基和性信息素结合蛋白-普通气味结合蛋白(pheromone binding protein-general odorant binding protein,PBP-GOBP)家族的保守结构域。HtheOBP3蛋白具有6个α-螺旋和3对二硫键,其中5个α-螺旋形成1个结合口袋。腰...  相似文献   

5.
梨网蝽触角嗅觉相关基因分析   总被引:5,自引:4,他引:1  
为阐明梨网蝽Stephanitis nashi对其寄主植物的化学感受机制,本研究采用高通量测序平台对梨网蝽成虫触角进行转录组测序,基于7大数据库对转录组数据进行基因功能注释,筛选获得梨网蝽的主要嗅觉相关基因并进行生物信息学和系统进化树分析。结果表明:共获得28 017条unigenes,长度在1 000 bp以上的unigenes有9 921条;通过与7大数据库进行BLAST比对,梨网蝽触角转录组数据中的17 891条unigenes被成功注释;在已成功注释的unigenes中,鉴定得到12个OBP基因和17个CSP基因,其中OBP基因所编码的蛋白有6个属于Classic家族;而CSP基因所编码的蛋白全部具有4个保守的半胱氨酸位点,符合昆虫CSP基因的结构特征。进化分析结果显示,梨网蝽6个OBP基因的氨基酸序列与其他昆虫OBP基因的氨基酸序列聚为3个分支;梨网蝽16个CSP基因与其他昆虫CSP基因的进化树也聚为3个分支。  相似文献   

6.
为阐明杀菌剂与PdCYP51的相互作用及其抗性机制,基于最新解析的真核生物人类的CYP51晶体结构,同源模建了PdCYP51的三维结构,并选取商品化的杀菌剂烯唑醇进行分子对接,预测影响PdCYP51与烯唑醇相互作用的关键氨基酸。采用定点突变技术获得了PdCYP51-Y112H、F120L、F120D和S309A 4种突变体(PdCYP51m)。结果表明,突变体蛋白PdCYP51-Y112H、F120L、F120D和S309A表达量均有不同程度的变化,PdCYP51-Y112H和F120L与未突变蛋白表达量相当,而PdCYP51-F120D和S309A表达量增加。4种突变体与杀菌剂的结合能力降低,其结合常数分别为1.28、0.18、1.03和1.31μmol/L,均大于未突变PdCYP51的0.12μmol/L。表明这些氨基酸是杀真菌剂烯唑醇与PdCYP51结合的关键氨基酸,PdCYP51与烯唑醇形成的疏水性空腔和稳定配体杀菌剂分子的作用力是酶蛋白与杀菌剂结合的重要因素。  相似文献   

7.
为了发现结构新颖的蚜虫行为控制剂,以课题组发现的高活性化合物 3e (2-羟基-3-甲氧基苯甲酸香叶酯)为先导,利用活性亚结构拼接的方法,设计合成了15个未见文献报道的新型2-烷氧基取代苯甲酸香叶酯类蚜虫报警信息素(E)-β-farnesene (EβF)衍生物,其结构经过核磁共振氢谱(1H NMR)、红外光谱(IR)和高分辨质谱(HRMS)的确证。蚜虫驱避活性测定结果表明,部分目标化合物在5 μg剂量下对豌豆蚜Acyrthosiphon pisum表现出不同程度的驱避活性,其中化合物 6i 活性最高,驱避率达到60.9%,与先导化合物 3e 的活性没有显著性差异。靶标蛋白结合实验证明,部分目标化合物与气味结合蛋白ApisOBP9具有较好的结合活性,尤其是化合物 6i 与ApisOBP9的结合常数达到(4.92±0.18) μmol/L。进一步的分子对接结果表明, 6i 与靶标ApisOBP9具有较好的结合作用力,能很好地结合到靶标蛋白的活性位点,其结合模式和先导化合物相似。本研究对后续化合物的结构优化具有重要参考价值。  相似文献   

8.
杨爽  尹姣  曹雅忠  樊东  李克斌 《植物保护》2015,41(3):104-109
OBP是蚜虫嗅觉功能中的一类重要分泌蛋白,能选择性地结合气味分子并进行信号转导。本试验使用显微注射法将麦长管蚜OBP7的小干扰RNA(siRNA)导入麦长管蚜体内,通过qRT-PCR检测OBP7mRNA相对表达量的变化情况。结果发现在siRNA浓度0.32μg/μL,注射量23nL,注射后24h,麦长管蚜成蚜的mRNA相对表达量降低到37.1%,证明了显微注射方式进行RNA干扰的可行性。在注射23nL的siRNA-467,经过36h后,麦长管蚜出现了对EβF趋性行为的改变(P0.05),表明OBP7蛋白在麦蚜对EβF的识别过程中具有重要作用。  相似文献   

9.
为探究青杨天牛Saperda populnea幼虫低氧适应的分子机制,分别对青杨天牛幼虫进行常氧(21%氧浓度)、中度缺氧(14%氧浓度)和重度缺氧(7%氧浓度)处理,采用高通量测序技术对低氧胁迫下青杨天牛进行转录组测序与组装、功能注释与分类、差异基因筛选与分析,采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)技术对转录组测序结果进行验证。结果表明,与常氧处理相比,14%和7%氧浓度处理下青杨天牛幼虫显著差异表达基因数分别为31个和1 525个。低氧胁迫后青杨天牛幼虫的显著差异表达基因功能主要富集到跨膜转运蛋白活性、细胞或亚细胞组分运动、微管运动等。低氧胁迫后青杨天牛幼虫差异表达基因代谢通路主要富集到氮代谢、蛋白质消化吸收、昼夜节律和环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)信号通路等。qPCR检测结果与转录组测序结果一致,表明转录组测序结果可靠。  相似文献   

10.
核糖体是生物细胞内的蛋白质合成场所,核糖体蛋白除了参与组装核糖体的大小亚基之外,在生物体内还行使其它功能。本研究以甜菜夜蛾Spodoptera exigua幼虫整体的cDNA为模板,扩增得到了甜菜夜蛾60S核糖体蛋白L6、L7和L10的cDNA序列SeRPL6、SeRPL7和SeRPL10。SeRPL6、SeRPL7和SeRPL10的开放读码框分别为819bp、807bp和660bp,分别编码272、268和219个氨基酸。其中SeRPL7中包含一段由27个氨基酸构成的信号肽序列,SeRPL10中有一个预测的抗生素结合位点。通过NJ进化树构建及与其它昆虫相应的核糖体蛋白比较,发现这三个基因都具有高度的保守性,SeRPL7和SeRPL10氨基酸序列与许多昆虫相应蛋白的同源性都超过了70%。  相似文献   

11.
为探究禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi气味降解酶(odorant degrading enzyme,ODE)与关键信息化学物质的作用模式,从其触角转录组中筛选属于ODE的细胞色素P450与谷胱甘肽-S-转移酶,利用IQ-tree 2.1.1软件构建进化树;根据FPKM值筛选出高表达蛋白,用SWISS-MODEL软件进行同源建模;并应用AutoDock软件与寄主植物挥发性气味和信息素进行分子对接。结果表明,筛选获得禾谷缢管蚜细胞色素P450基因30个,谷胱甘肽-S-转移酶基因10个,且40个基因均有完整的开放阅读框;根据FPKM值筛选出9个在禾谷缢管蚜触角表达量较高的基因,其中同源建模成功的有5个;同一蛋白与不同气味分子结合时,结合能有差异;结构相似的气味分子与不同蛋白结合时,结合位点与结合能相似。表明与气味结合蛋白相比较,禾谷缢管蚜ODE对气味分子的选择特异性较低。  相似文献   

12.
草甘膦是一种广谱高效的有机磷类除草剂, 因其对水稻等禾本科作物缺乏选择性, 导致其在水稻田中的应用受到限制。杂草中醛酮还原酶(aldo-keto reductase, AKR)具有降解小分子农药草甘膦的功能, 但是水稻响应草甘膦的作用机制未知。本文通过生物信息学分析、分子对接研究草甘膦与其在水稻中的靶标AKR蛋白OsALR2的互作机制。采用TMHMM 2.0和DiANNA 1.1 web server 等在线软件对 OsALR2 蛋白的跨膜特性和二硫键含量等生物学特性进行了分析, 结果表明OsALR2分子量为 35 kD, 等电点为 5.89; OsALR2不是膜蛋白, 但是含有3组二硫键。使用AlphaFold 预测OsALR2 蛋白的三级结构, 并利用Auto Dock Vina将草甘膦与OsALR2进行分子对接, 结果显示, 最低结合能为 -13.4 kcal/mol, 草甘膦与OsALR2的结合主要通过氢键作用。通过Ramachandran图, ERRAT和Verify 3D证明对接获得的三维结构是合理的。进一步通过分子克隆技术构建重组表达载体 pET-32a-OsALR2 并进行原核表达, 结果显示OsALR2主要以包涵体的形式表达, 对包涵体进行变复性后, 蛋白表现出酶活性且蛋白结构有较好的均一性。本文的研究结果助于阐明草甘膦与水稻蛋白互作的分子机制, 为研发抗草甘膦水稻新品种和新型小分子农药提供理论指导。  相似文献   

13.
甜菜夜蛾细胞色素P450(CYP9A11)与3种杀虫剂的结合机理研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
细胞色素P450(以下简称CYP)与昆虫的抗药性密切相关。本研究运用AutoDock分子对接技术和分子力学泊松-波尔兹曼表面积法(molecular mechanics Poisson-Boltzmann surface area,MM-PBSA)结合自由能计算方法,分析了甜菜夜蛾CYP9A11与3种杀虫剂结合的作用位点、作用力类型和大小。结果表明:CYP9A11与毒死蜱结合形成两个氢键,有8个氨基酸残基参与形成疏水作用力,二者结合自由能为-3659.80 kJ/mol;CYP9A11与灭多威结合形成5个氢键,有3个氨基酸残基形成疏水作用力,结合自由能为-470.92 kJ/mol;CYP9A11中有7个氨基酸残基与氯氰菊酯结合形成疏水作用力,结合自由能为-473.44 kJ/mol。范德华力是CYP9A11与毒死蜱结合的主要驱动力,极性溶剂化能是CYP9A11与氯氰菊酯和灭多威结合的主要驱动力,这些结果为阐明甜菜夜蛾CYP9A11与3种杀虫剂的结合机理提供了参考。  相似文献   

14.
为阐明莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila对其寄主植物喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides的专一性识别过程中气味结合蛋白(odorant-binding protein,OBP)的作用,基于莲草直胸跳甲三代全长转录组测序结果筛选获得其所有OBP基因并进行生物信息学分析,以最大似然法构建莲草直胸跳甲OBP的系统进化树,并通过定量PCR分析这些OBP基因在其触角中的表达量。结果表明,全长转录组测序结果中共鉴定得到53个莲草直胸跳甲AhygOBP基因,所编码蛋白有36个属于Minus-C家族,11个属于Classic家族,5个属于Plus-C家族,1个属于Atypical家族。进化分析结果显示,大部分莲草直胸跳甲AhygOBP与其它目昆虫OBP为直系同源。莲草直胸跳甲AhygOBP基因在触角中的表达分析结果显示,将表达量最低的AhygOBP31作为基准1,表达量最高的依次为AhygOBP53、AhygOBP32、AhygOBP13、AhygOBP28、AhygOBP44、AhygOBP45、AhygOBP29、AhygOBP37、AhygOBP24,其中AhygOBP53的表达量是AhygOBP31的106 000倍。推测这些触角中高表达的AhygOBP可能在宿主植物识别中发挥重要作用。  相似文献   

15.
采用同源建模的方法构建了斑马鱼γ-氨基丁酸A型(GABA A)受体和果蝇RDL(resistance to dieldrin)受体跨膜区的三维结构,研究了氟虫腈在两个受体中作用位点的差异;采用分子对接和分子动力学方法,探讨了氟虫腈与斑马鱼GABA A受体和果蝇RDL受体的结合模式,并比较了氟虫腈与两个受体作用的差异性。结果表明:斑马鱼GABA A受体和氟虫腈作用位点的结构与果蝇RDL受体和氟虫腈作用位点的结构存在一定的差异,果蝇RDL受体中的Ala301对应斑马鱼GABA A受体α1亚基中的Val284和γ2亚基中的Ser306,氨基酸构象的差异较大;氟虫腈与斑马鱼GABA A受体的结合位点靠近胞内区一端,而与果蝇RDL受体的结合位点则位于受体第二跨膜区的Ala301~Leu308区域内。复合物分子动力学模拟结果表明,在模拟过程中,两个受体与氟虫腈复合物体系的势能可很快达到平衡状态。斑马鱼GABA A受体与氟虫腈之间形成4个氢键,其中概率大于60%的氢键有2个;而尽管果蝇RDL受体与氟虫腈形成了6个氢键,但只有1个氢键的概率大于50%,其复合物结合的稳定性比前者低。  相似文献   

16.
为研究反枝苋对乙酰乳酸合成酶 (ALS) 抑制剂的抗性机制,本研究根据反枝苋的ALS氨基酸序列,利用同源模建的方法构建了其三维结构,并采用分子对接和分子动力学模拟的方法预测了反枝苋ALS与烟嘧磺隆分子的结合模式。根据结合模式对已报道的Pro 197和Trp 574等位点突变产生抗性的原因进行了分析。结果发现:Pro 197和Trp 574等位点的残基与烟嘧磺隆分子之间存在重要的疏水作用和π-π作用等其他相互作用,或该位点的残基具有特殊结构影响着通道形状。分析表明,ALS与烟嘧磺隆之间的氢键、疏水作用等非共价相互作用以及通道形状的改变都有可能影响二者结合稳定性,从而使杂草产生抗性。基于此结论,本研究预测Val 196、Met 200、Phe 206和Lys 256突变同样可能使杂草对ALS抑制剂敏感度发生变化。本研究利用计算机模拟技术分析了ALS抗性机制,为反抗性除草剂的分子设计提供了指导。  相似文献   

17.

BACKGROUND

Rhynchophorus ferrugineus, the red palm weevil (RPW), is a key pest that attacks many economically important palm species and that has evolved a sensitive and specific olfactory system to seek palm hosts. Odorant-binding proteins (OBPs) not only play crucial roles in its olfactory perception process but are also important molecular targets for the development of new approaches for pest management.

RESULTS

Analysis of the tissue expression profiles of RferOBP8 and RferOBP11 revealed that these two Rhynchophorus ferrugineus odorant binding proteins (RferOBPs) exhibited high expression in the antennae and showed sexual dimorphism. We analyzed the volatiles of seven host plants by gas chromatography–mass spectrometry and screened 13 potential ligands by molecular docking. The binding affinity of two recombinant OBPs to aggregation pheromones and 13 palm odorants was tested by fluorescence competitive binding assays. The results revealed that eight tested palm volatiles and ferrugineol have high binding affinities with RferOBP8 or RferOBP11. Behavioral trials showed that these eight odor compounds could elicit an attraction response in adult RPW. RNA interference analysis indicated that the reduction in the expression levels of the two RferOBPs led to a decrease in behavioral responses to these volatiles.

CONCLUSION

These results suggest that RferOBP8 and RferOBP11 are involved in mediating the responses of RPW to palm volatiles and to aggregation pheromones and may play important roles in RPW host-seeking. This study also provides a theoretical foundation for the promising application of novel molecular targets in the development of new behavioral interference strategies for RPW management in the future. © 2023 The Authors. Pest Management Science published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.  相似文献   

18.
为明确梨小食心虫Grapholita molesta谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)对吡虫啉的代谢作用,基于不同亚致死浓度吡虫啉处理的梨小食心虫转录组数据库进行筛选,并通过生物信息学分析、系统发育树构建、保守位点序列比对、分子对接和表达谱分析来确定梨小食心虫代谢吡虫啉过程中的关键GST。结果显示,共筛选到梨小食心虫的17个GST基因,其中GmGSTS1、GmGSTD2、GmGSTE5和GmGSTE4基因编码的蛋白与苹果蠹蛾Cydia pomonella的GST蛋白有较高的相似性,相似度达69.12%~89.66%。梨小食心虫GmGSTD2蛋白G位点和H位点的保守氨基酸与褐飞虱Nilaparvata lugens及烟粉虱Bemisia tabaci代谢吡虫啉相关GST氨基酸序列完全一致。吡虫啉与梨小食心虫GmGSTD2蛋白G位点的ARG-66和H位点的TYR-112可以形成稳定的氢键;与GmGSTE3蛋白G位点的LEU-45和H位点的LYS-123可以形成稳定的氢键。在吡虫啉处理后,梨小食心虫体内GmGSTD2和GmGSTE3基因的表达量显...  相似文献   

19.
运用分子对接、分子动力学、结合自由能计算和丙氨酸扫描等分子模拟方法,研究了人血清白蛋白 (human serum albumin,HSA) 与氯氰菊酯的结合模式。结果表明:氯氰菊酯与HSA结合形成了稳定的复合物,与其氨基酸残基Arg209形成1个氢键,结合自由能为 –83.43 kJ/mol,其中范德华力是结合的主要驱动力,极性溶剂化能是主要抑制力。丙氨酸突变扫描结果显示,氨基酸残基Lys199的ΔΔGbind值为16.78 kJ/mol,是HSA和氯氰菊酯结合的关键氨基酸。该研究结果为阐明氯氰菊酯在人体内的代谢机制提供了理论参考。  相似文献   

20.
气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)是参与昆虫嗅觉感知过程的一类重要蛋白,其功能之一是结合运输外界气味分子通过淋巴液到达神经元树突。本文克隆了一个绿盲蝽Apolygus lucorum(Meyer-Dür)气味结合蛋白AlucOBP8(GenBank登录号JQ675725)并进行了原核重组表达。组织表达谱分析表明,AlucOBP8基因主要在雌雄成虫触角表达。采用荧光竞争结合试验,研究了重组蛋白AlucOBP8与7种性信息素类似物和33种植物挥发物的结合能力。结果显示,7种性信息素类似物均不能与AlucOBP8有效结合,而植物挥发物中只有葎草烯(α-caryophyllene)和十二醛(dodecyl aldehyde)与AlucOBP8表现出较强的结合,结合常数分别为8.74和9.99 μmol/L。绿盲蝽雌雄成虫对这两种化合物的趋向结果表明,十二醛对绿盲蝽雄成虫具有显著的驱避作用。初步推断AlucOBP8为普通气味结合蛋白并参与寄主普通挥发气味的识别过程。  相似文献   

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