【摘 要】
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长足大竹象Cyrtotrachelus buqueti是我国丛生竹(笋)的主要钻蛀性害虫,其危害严重制约竹产业发展,因此需开展相应防治。利用昆虫信息素进行长足大竹象绿色防控可弥补现有防治策略不足。但信息素的开发依赖于昆虫嗅觉感受机制对于环境气味物质的识别,因此需要探究嗅觉蛋白之间相互作用,揭示觅偶行为中的嗅觉感受机制。基于前期实验室已经克隆表达出两个性信息素结合蛋白CbuqPBP1、CbuqPBP
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长足大竹象Cyrtotrachelus buqueti是我国丛生竹(笋)的主要钻蛀性害虫,其危害严重制约竹产业发展,因此需开展相应防治。利用昆虫信息素进行长足大竹象绿色防控可弥补现有防治策略不足。但信息素的开发依赖于昆虫嗅觉感受机制对于环境气味物质的识别,因此需要探究嗅觉蛋白之间相互作用,揭示觅偶行为中的嗅觉感受机制。基于前期实验室已经克隆表达出两个性信息素结合蛋白CbuqPBP1、CbuqPBP2,本实验研究两种性信息素结合蛋白PBP1与PBP2间的相互作用,解析其补偿效应,从空间构象上分析复合蛋白的结合能力,揭示长足大竹象的信息感受机理,为实现利用信息物质对长足大竹象种群持续控制奠定理论基础。研究结果如下:1、以CbuqPBP2蛋白为诱饵蛋白进行GST pull-down实验并结合质谱分析筛选互作蛋白。除去GST对照组鉴定的蛋白后,共得到45个潜在互作蛋白,其中有代表性的为CbuqPBP1、ND2、CYTB。互作蛋白生物信息学分析结果表明CbuqPBP2可能会参与能量代谢和运输分解代谢等过程。2、成功构建了p GADT7-PBP1重组猎物质粒与p GBKT7-PBP2重组诱饵质粒。诱饵质粒毒性检测和自激活检测表明对Y2HGold酵母菌无毒性作用,添加5 mmol/L 3’AT可以抑制诱饵激活HIS3报告基因。共转化验证实验结果显示其酵母菌株在TDO培养基上能够生长,表明CbuqPBP2能与CbuqPBP1互作。通过GST Pull-down和酵母双杂实验,分别在体外和酵母细胞内证实了CbuqPBP2和CbuqPBP1存在特异性互作。3、荧光竞争实验表明CbuqPBP1/CbuqPBP2二元混合蛋白配体结合范围更广,推测CbuqPBP1与CbuqPBP2间可能有补偿效应,表现为二元混合蛋白中任意蛋白对配体具有结合能力,二元混合蛋白则与配体结合。二元混合蛋白与(E,E)-2,4-壬二烯醛结合能力高于单一蛋白的结果说明CbuqPBP1与CbuqPBP2会通过互作识别某些信息素物质,进而加强对某些信息素的识别能力,使其更好的与之结合。4、对CbuqPBP2进行了同源建模,其三维结构具有一般气味结合蛋白的特点。通过ZDOCK蛋白对接预测了CbuqPBP1/CbuqPBP2复合物模型,分析了蛋白复合物界面相互作用力,CbuqPBP1/CbuqPBP2蛋白复合物之间的相互作用力有氢键、Pi相互作用、盐键等,其中氢键作用是主要作用。同时预测CbuqPBP2氨基酸残基LYS102、LYS107、LYS120、GLN124、ASP55、ASP57、PHE53和CbuqPBP1氨基酸残基VAL114、MET75、ASP73、GLN107、CYS110、ARG91、SER108是CbuqPBP1/CbuqPBP2复合物产生相互作用的主要氨基酸。5、复合物分子对接结果表明与单一蛋白结合相比,复合物氢键数量或者键长会发生改变,使复合物与配体的结合能力发生变化,而氢键变化可能与蛋白质复合物结合区域构象的变化有关。复合蛋白与配体相互作用表明,氢键、疏水作用和范德华力均有参与,其中能与之形成氢键的氨基酸可能为关键作用位点。
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