茶尺蠖信息素结合蛋白PBP2的基因克隆、原核表达及其结合功能

【目的】茶尺蠖(Ectropis obliqua)是中国茶区主要的鳞翅目害虫,其幼虫暴食性常给茶园带来巨大损失。鳞翅目昆虫雌雄个体间普遍存在着性信息素通讯环节,而茶尺蠖性信息素识别途径一直鲜有报道。论文旨在通过对茶尺蠖性信息素识别过程中的结合蛋白基因进行鉴定和功能研究,为茶尺蠖性信息素化学通讯和嗅觉信息识别传递机制提供理论依据。【方法】利用RT-PCR技术对从雄虫触角转录组数据中首次鉴定和发现的一个茶尺蠖信息素结合蛋白基因(pheromone-binding protein,PBP)2(EoblPBP2)进行全长cDNA序列克隆(Gen Bank登录号为KX421383)后,将该基因与pET32a载体连接构建表达载体。随后向导入pET32a/EoblPBP2表达质粒的大肠杆菌BL21(DE3)中对其表达载体加入终浓度1 mmol·L~(-1)的IPTG进行蛋白的诱导表达,进一步利用镍NTA琼脂糖凝胶柱和含有咪唑的上清缓冲液分离目的蛋白,以PBS缓冲液作为透析液纯化得到高浓度重组蛋白。最后通过荧光竞争法,利用N-苯基-1-萘胺(N-phenyl-1-naphthylamine,1-NPN)作为荧光报告子以放大荧光信号,随后向重组蛋白与1-NPN混合体系中分别加入(Z,Z,Z)-3,6,9-十八碳三烯以及10种测试气味后经过分子荧光光度计扫描得到相对荧光值,计算各配基的解离常数KD,研究重组蛋白与茶尺蠖性信息素和茶树挥发物的生理功能。【结果】EoblPBP2全长为492 bp,编码了163个氨基酸,蛋白相对分子质量为15.9kD,等电点为4.983,具有保守的6个半胱氨酸,根据分子进化树分析其应归属于昆虫PBPs家族。结合功能结果显示,10种测试气味均能将1-NPN与茶尺蠖EoblPBP2重组蛋白的混合体系于420 nm处的相对荧光值降至50%以下。其中β-紫罗兰酮、邻苯二甲酸二丁酯、苯乙醛、癸醛和反-2-癸烯醛等5种茶树挥发物质与EoblPBP2重组蛋白的结合能力较强,解离常数KD分别为7.923、14.830、30.368、28.068和27.597μmol·L~(-1)。而性信息素成分之一的(Z,Z,Z)-3,6,9-十八碳三烯与EoblPBP2的解离常数KD仅为172.591μmol·L~(-1),仅小于苯甲醇的解离常数KD 230.880μmol·L~(-1),而远远大于上述5种气味物质。表明EoblPBP2重组蛋白具有茶尺蠖性信息素成分((Z,Z,Z)-3,6,9-十八碳三烯)和植物挥发物质广谱结合能力,而其与性信息素的亲和力弱于大部分测试植物挥发物。【结论】EoblPBP2能与包括性信息素成分在内的多种植物挥发物结合,可能是一种具备特殊复合功能的信息素结合蛋白,可用之进一步研究茶尺蠖的性信息素识别和传递途径。     

昆虫对气味信息素的感受机制

昆虫触角拥有灵敏的嗅觉系统,用以感知环境中对其生存繁衍至关重要的气味信息。气味信息素经感受器上的小孔进入,与血淋巴内的气味结合蛋白结合后,导致其结构变化,从而完成信息素到受体的传递。由信息素受体组成的离子通道在与信息素结合后,可以直接或经由环核苷酸途径打开离子通道,引起昆虫神经冲动,从而传递气味信号。文章介绍了昆虫嗅觉感受器结构的构造特点,总结了气味信息素与气味结合蛋白的结合和释放机制,说明了神经电冲动的产生过程,概述了激活离子通道的整个过程,展望了信息素与离子通道作用机制研究在害虫防治和实践中的应用前景。     

棉铃虫信息素结合蛋白2 cDNA的克隆、表达与组织特异性表达

 【目的】克隆、分析和原核表达编码棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)信息素结合蛋白HarmPBP2的cDNA,并纯化得到HarmPBP2蛋白。【方法】以棉铃虫触角为材料,通过RT-PCR 技术以获得编码中棉铃虫信息素结合蛋白HarmPBP2 基因成熟蛋白开放阅读框序列,使用半定量RT- PCR对表达谱进行研究,并在使用pGEX-4T-1表达载体在BL21（DE3）系统中进行原核表达,使用GSTrap FF预装柱进行纯化并切去标签。【结果】克隆了命名为HarmPBP2（GenBank登录号：EU647241）的棉铃虫信息素结合蛋白基因,该序列全长457 bp,编码149 个氨基酸残基,前端是一段25个氨基酸长的信号肽,推测蛋白具有昆虫信息素结合蛋白典型的6 个保守的半胱氨酸残基的特征。棉铃虫HarmPBP2在雌雄成虫的触角、足和翅中都有表达,另外在雌虫下颚须也有表达。雌雄组织表达量顺序相同,触角中表达量最高,翅中次之,足中最少。雌虫组织中表达量高于雄虫。构建的原核表达载体pGEX/ HarmPBP2,在大肠杆菌BL21（DE3）中成功地表达出一个分子量约为40 kD的融合蛋白,经亲和层析纯化与酶切得到去标签的HarmPBP2蛋白。【结论】克隆、分析和表达了棉铃虫信息素结合蛋白HarmPBP2的cDNA序列,并对其进行纯化,为进一步研究其分子结构和功能奠定了基础,同时对其表达谱进行了研究。     

2个甜菜夜蛾信息素结合蛋白cDNA片段的克隆和序列分析

 通过比较几种已发表夜蛾科昆虫的信息素结合蛋白（PBP）氨基酸序列，设计合成一对简并性引物, 利用反转录多聚酶链式反应（RT-PCR）技术从甜菜夜蛾(Spodoptera exigua Hübner)雄虫触角扩增得到2个分别为275 bp和281 bp的cDNA片段SexigPBP1和SexigPBP2，其分别由92个氨基酸残基和94个氨基酸残基组成。通过在GenBank中进行序列的同源性比较，表明这2个序列与已知几种昆虫的PBP氨基酸序列具较高同源性。     

基于同源模建方法对玉米夜蛾信息素结合蛋白三维结构的预测与分析

玉米夜蛾食性杂,危害作物多,分布范围广。该研究用同源模建的方法构建了玉米夜蛾信息素结合蛋白的三维结构。Procheck、Verify 3D、Errat、ProSa2003等程序的评价结果表明模建结构是可靠的。模建结构显示玉米夜蛾的信息素结合蛋白由6个α-螺旋和连接这些螺旋的回折构成,底物结合口袋成锥形。6个保守的半胱氨酸形成3个对结构起稳定作用的二硫键。     

用同源模建方法预测蔷薇科斜条卷叶蛾信息素结合蛋白的三维结构

[目的]预测蔷薇科斜条卷叶蛾(Choristoneura rosaceana)信息素结合蛋白的三维结构。[方法]用同源模建的方法构建蔷薇科斜条卷叶蛾信息素结合蛋白的三维结构,并分别用Procheck、Verify_3D、Errat、ProSa2003等程序对模建结构的可靠性进行评价。[结果]模建结构显示蔷薇科斜条卷叶蛾的信息素结合蛋白由6个α-螺旋和连接这些螺旋的回折构成,底物结合口袋成锥形的特征,6个保守的半胱氨酸形成3个对结构起稳定作用的二硫键。[结论]预测结构可靠,为蔷薇科斜条卷叶蛾的研究及虫害的防治奠定了理论基础。     

斜纹夜蛾信息素结合蛋白cDNA片段的克隆及序列分析

利用反转录多聚酶链式反应(RT-PCR)技术从斜纹夜蛾(Spodoptera litura(Fabricius))雄蛾触角扩增得到2个分别为275 bp和281 bp的信息素结合蛋白(PBP)cDNA片段:SlitPBP1和SlitPBP2,其分别由92个氨基酸残基和94个氨基酸残基组成,并且具有5个保守的半胱氨酸位点(全序列应有6个).通过在GenBank中进行序列的同源性比较,表明这2个序列与已知几种夜蛾科昆虫的PBP氨基酸序列具较高的同源性.     

斜纹夜蛾信息素结合蛋白cDNA片段的克隆及序列分析

利用反转录多聚酶链式反应(RT-PCR)技术从斜纹夜蛾(Spodoptera litura(Fabricius))雄蛾触角扩增得到2个分别为275 bp和281 bp的信息素结合蛋白(PBP)cDNA片段:SlitPBP1和SlitPBP2,其分别由92个氨基酸残基和94个氨基酸残基组成,并且具有5个保守的半胱氨酸位点(全序列应有6个).通过在GenBank中进行序列的同源性比较,表明这2个序列与已知几种夜蛾科昆虫的PBP氨基酸序列具较高的同源性.     

斜纹夜蛾信息素结合蛋白3基因的分子鉴定及进化分析

信息素结合蛋白(PBP)是大量存在于昆虫触角感器中的一类小分子蛋白,它特异性结合并运输性信息素组分到神经树突膜上的气味受体。通过设计简并引物并利用RT-PCR技术,从斜纹夜蛾雄虫触角扩增到1个长171bp的预期cDNA片段,测序后经比对表明是PBP3基因片段,将该基因命名为SlitPBP3。利用RACE技术进一步得到SlitPBP3的cDNA全长序列(GenBank登录号:GU082321),长568bp,编码164个氨基酸,具有PBP的典型序列特征。对基因组DNA的研究显示,该基因由3个外显子和2个内含子构成。2个内含子的位置和斜纹夜蛾的另2个PBP基因相同,具有保守性;其长度分别为124bp和73bp。进化分析显示,夜蛾科昆虫的PBP分为3个组,其中斜纹夜蛾的3个PBP被分在不同的3个组,因而可能具有不同的气味结合谱。     

象甲科昆虫信息素研究概况

象甲科Curculionidae昆虫具有重要的经济价值,包含许多农林业的重要害虫.象甲科昆虫中已鉴定具有性信息素的有2属2种,具有聚集信息素的有7属12种.针对象甲科昆虫信息素的化学成分、分泌部位、应用概况等研究现状做简要综述,旨在为象甲科昆虫信息素的研究提供一定参考.     

烟青虫气味结合蛋白基因的克隆与序列分析

 根据已经报道的棉铃虫普通气味结合蛋白I（GOBP1）和性信息素结合蛋白（PBP）基因的cDNA序列，设计了2对引物，以烟青虫Helicoverpa assulta触角cDNA为模板，分别进行PCR扩增，获得2条特异性条带，约400 bp。将以上两条片段分别连接到T-easy载体上，获得重组子T-GOBP1-Hass和T-PBP-Hass。序列测定和结构分析表明，Hass-GOBP1开放阅读框全长441bp，编码147个氨基酸残基，预测分子量和等电点分别为17.2 kD和4.71。Hass-PBP开放阅读框全长405 bp，编码135个氨基酸残基，预测分子量和等电点分别为15.1 kD和5.2。Hass-GOBP1和Hass-PBP具有昆虫气味结合蛋白的典型特征，即氨基酸序列中具有6个保守的半胱氨酸残基，呈酸性。这2个基因已在GenBank中登记，序列号分别是AY864774和AY864775。     

昆虫蛋白类功能成分研究进展

随着对昆虫蛋白类功能成分研究的不断深入,已陆续发现了多种昆虫多个类别的功能蛋白,主要包括抗冻蛋白、储存蛋白、热休克蛋白、抗菌肽、干扰素、类免疫球蛋白、甾体载体蛋白-2、信息素结合蛋白、滞育关联蛋白、昆虫几丁质酶等.对这些昆虫蛋白类功能成分的结构、功能、作用机制以及应用等方面的研究进展进行简要介绍和分析,为昆虫功能蛋白的...     

昆虫信息素的应用及前景

从昆虫信息素的定义类别和昆虫信息素的应用两个方面,综述了昆虫信息素的应用进展,并展望了其应用前景.     

小菜蛾性信息素与性信息素结合蛋白、受体蛋白结合机理研究

【目的】研究小菜蛾性信息素与性信息素结合蛋白、受体蛋白之间作用的关键氨基酸残基和作用力类型,揭示小菜蛾识别性信息素的分子机制,为开发新型性诱剂和小菜蛾的无害化防治提供新思路。【方法】运用Discovery Studio 2.5对小菜蛾性信息素结合蛋白PxylPBP2和受体蛋白PxylOR4进行同源建模,运用程序包中LibDock模块进行分子对接,运用Calculate Energy模块计算复合物结合自由能,分析性信息素Z9-14∶AC与PxylPBP2和PxylOR4的结合模式及相互作用力。【结果】Thr9是PxylPBP2与Z9-14∶AC形成氢键的关键氨基酸残基,Z9-14∶AC易与PxylOR4中的Leu残基产生疏水作用力;PxylPBP2与Z9-14∶AC结合的主要驱动力是静电力,PxylOR4与Z9-14∶AC结合的主要驱动力是范德华力,溶剂化能均抑制Z9-14∶AC与PxylPBP2和Z9-14∶AC与PxylOR4的结合。【结论】小菜蛾性信息素受体蛋白和性信息素结合蛋白在识别和结合性信息素分子方面存在明显差异,性信息素受体蛋白与性信息素反应更灵敏、形成的复合物更稳定。     

长足大竹象信息素结合蛋白CbuqPBP2互作蛋白的筛选与验证

【目的】筛选长足大竹象(Cyrtotrachelus buqueti)信息素结合蛋白CbuqPBP2的互作蛋白,为实现利用信息物质对长足大竹象种群持续控制提供参考。【方法】利用GST pull-down联合质谱技术,对长足大竹象信息素结合蛋白CbuqPBP2的互作蛋白进行筛选、鉴定和分析,并采用酵母双杂交试验验证了CbuqPBP2与信息素结合蛋白CbuqPBP1的特异性互作。【结果】GST pull-down共筛选出45个与长足大竹象信息素结合蛋白CbuqPBP2特异性结合的候选互作蛋白,包括CbuqPBP1、ND2、CYTB。这些互作蛋白主要参与细胞过程、定位、代谢过程、应激反应以及生物调控等多个生物学过程。使用酵母双杂交体系,构建了pGADT7-PBP1 重组猎物质粒与pGBKT7-PBP2 重组诱饵质粒,通过诱饵质粒毒性检测和自激活检测,表明重组诱饵质粒对Y2HGold酵母菌无毒性作用。共转化验证结果显示,诱饵质粒pGBKT7-PBP2共转化酵母菌株能够在TDO 培养基上生长。【结论】CbuqPBP2和CbuqPBP1之间有相互作用,不同信息素结合蛋白间的互作对深入理解长足大竹象嗅觉感受机制提供了新的思路。     

昆虫信息素应用于害虫绿色防控的研究进展

为促进昆虫信息素在害虫防治中广泛应用,根据近年来国内外相关研究,综述了昆虫信息素在害虫防治应用方面的研究进展,其中包括性信息素、聚集信息素、报警信息素及昆虫源利它素等不同种类昆虫信息素在害虫防治中的应用情况;昆虫信息素在虫情监测、预报、诱杀、干扰交配、与其他防治方法联合使用等方向的应用研究以及影响昆虫信息素诱捕效果的因素等相关研究。     

昆虫信息素代替农药的研究状况及应用

本文介绍了昆虫信息素的分类以及近年来昆虫信息素的研究状况,讨论了昆虫信息素作为农药的杀虫机理,及其目前在田间的应用情况,并展望了信息素作为新型的杀虫剂在将来的发展前景.     

应用RNA干扰技术对甜菜夜蛾信息素结合蛋白功能的研究

采用RNA干扰技术,通过腹腔注射法将甜菜夜蛾信息素结合蛋白1(SexigPBP1)双链RNA导入雄蛾体内,48 h后定量PCR检测表明,SexigPBP1的mRNA表达量被敲减90%以上;同时,触角电位(EAG)测定结果表明,注射处理48 h后雄蛾对雌蛾性信息素主组分Z9,E12-14∶Ac的EAG反应降低了约60%,证明SexigPBP1在雄蛾对该组分的感受中起重要作用.     

昆虫性信息素研究进展

从昆虫性信息素的生物学研究、结构鉴定与化学合成以及昆虫性信息素的应用等方面综述昆虫性信息素的研究概况,为昆虫性信息素的科学研究提供理论依据。     

昆虫性信息素研究综述

介绍了昆虫性信息素领域所取得的成就。并综述了昆虫性信息素的化学结构特征,化学通讯系统,昆虫性信息素结构测定的常规方法以及性信息素在虫情预测、诱杀防治、干扰交配防治和配合治虫等方面的实用价值和应用前景。