《生物学评论》:昆虫嗅觉蛋白功能多多 气味化学感受蛋

邓文龙

作者：王桂荣等

来源：《生物学评论》

发布时间：2017/5/30 19:45:56

昆虫嗅觉蛋白功能多多

气味结合蛋白（OBPs）和化学感受蛋白  气味化学感蛋

近日，国际生物学顶级刊物Biological Reviews（《生物学评论》）在线发表了中国农业科学院植物保护研究所王桂荣研究团队与意大利佛罗伦萨大学合作撰写的综述文章，着重阐述了气味结合蛋白（OBPs）和化学感受蛋白（CSPs）这两个昆虫化学感受基因家族的最新研究进展。

气味结合蛋白和化学感受蛋白主要用于化学感受，是性信息素以及其它气味的载体，通常表达于触角、口器等化学感受器官。

该综述从结构、生理功能、进化等多个方面对已经报道的气味结合蛋白和化学感应蛋白进行了比较分析，系统地总结了两者在不同生物体内不同器官中的重要功能。结果发现，除在传统的化学感受器官表达外，气味结合蛋白和化学感受蛋白还表达于生殖腺等器官，用于信息素组分向环境中释放或进行雌雄间传递。此外，两者在促进发育和再生、营养物质和色素运输以及昆虫抗性中也有重要的功能。

论文全面阐明了气味结合蛋白和化学感受蛋白的生物学功能以及技术应用的实际案例，极大地丰富了化学感受基因家族的生物学学科发展。（来源：中国科学报 张晴丹）

http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/20175301945562044002.shtm

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/brv.12339/full



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邓文龙

来源文章

超越化学反应：昆虫中可溶性嗅觉蛋白质的多样化任务

作者
保罗·佩洛西，
Immacolata Iovinella，
焦朱，
王桂荣，
Francesca R. Dani
首次发布： 2017年5月7日完整的出版历史
DOI：10.1111 / brv.12339  查看/保存引用

抽象

气味结合蛋白（OBPs）和化学感应蛋白（CSPs）被认为是昆虫化学感应中信息素和气味剂的载体。这些蛋白质通常位于天线，口腔器官和其他化学感应结构中; 然而，最近在身体的其他部分已经检测到两类蛋白质的成员，并且已经提出了各种功能。对这些非感觉任务的最佳研究是在信息素腺体中进行的，其中OBPs和CSP可溶解疏水性的化学物质，并帮助其控制释放到环境中。在某些情况下，相同的蛋白质在天线和信息素腺体中表达，从而在接收和广播相同的化学信息中起双重作用。几个报告描述了生殖器官中的OBP和CSP。这些蛋白质中的一些是男性特异性的，并且在交配期间被转移到雌性。他们可能携带具有不同拟议作用的信号化学物质，从抑制其他男性接近交配的雌性，到标记受精卵，但仍需要进一步的实验证据。在昆虫中被发现之前，在哺乳动物中广泛报道了信息素腺体和生殖器官中结合蛋白的存在，其中与昆虫的OBP结构不同并属于脂笼蛋白超家族的脊椎动物OBP在啮齿动物尿，猪唾液和阴道中是丰富的释放仓鼠，以及兔子的精液中。据报道，至少有四例CSP促进发育和再生：在蜜蜂的胚胎成熟，蟑螂的肢体再生，蚂蚁幼虫的蜕皮和促进蝗虫的相移。两种OBPs和CSP在营养中也是重要的，作为脂质和饮食的其他基本组分的增溶剂。特别有趣的是对于蛾和蝴蝶的长鼻子中大量分泌的CSP的类胡萝卜素的亲和力以及在同一昆虫的眼睛中发生相同（或非常相似的CSP））。作为昆虫中这些蛋白质的视觉色素的载体的作用与脊椎动物中的视黄醇结合蛋白的作用相似，脂质运载蛋白在结构上与脊椎动物的OBP相关。OBPs和CSP的其他功能包括在海马昆虫中的抗炎作用，对杀虫剂和蛋壳形成的抵抗力。这些多样性的作用和两类蛋白质在适应不同情况下的高成功可能与其稳定的脚手架相关，以确定对温度，蛋白水解和变性剂的极好的稳定性。在自然界中，OBPs和CSP的广泛多功能性已经在生物技术应用中提出了这些蛋白质的多种不同用途，从用于气味的生物传感器到污染物的清除剂以及环境中化学物质的受控释放剂。
一，引言

在昆虫中，化学感应由跨膜受体（嗅觉受体：OR，味觉受体：GR和离子型受体：IR）介导，负责识别和区分各种信号化学和环境气味（Clyne 等人， 1999 ; Vosshall 等， 1999 ; Leal，2013 ;见2015年 Wicher第2章; Carraher 等， 2015）。然而，在到达感觉神经元的树突之前，通常非常疏水的挥发性分子必须被溶解并从外部环境转移到化学感应神经元的膜。属于两个主要家族，气味结合蛋白（OBPs）和化学感应蛋白（CSPs）的化学感染的淋巴中的高度浓缩的小可溶蛋白（Vogt＆Riddiford，1981 ; Vogt，Prestwich＆Lerner，1991） ;安杰利等人， 1999年 ;华纳等人， 2004年，佩洛西等人， 2006年，2014年，维埃拉和罗萨斯，2011）。称为PBPs（信息素结合蛋白）（Vogt 等人， 1991））的特异性调节到信息素并在鳞翅目中可识别的保守序列的OBPs亚组。

由于其丰度，稳定性和易于表达，因为重组蛋白质，OBPs和CSP已被广泛研究，特别是因为测序技术可以方便地获得越来越多的基因组和转录组数据。大多数对蛋白质类型的研究集中在昆虫化学感应系统中的活动，试图了解它们在检测和识别环境化学刺激中的作用。然而，这些高效蛋白质还有更多的功能，据报道近年来在昆虫体内的非感觉器官中具有不同的功能，例如信息素的传递，营养物的增溶，发育和杀虫剂抗性。由于它们体积小巧且结构紧凑，这些蛋白质代表了高效的工具，作为疏水化合物的载体，这可能有利于编码这些蛋白质的基因家族的扩增和进化，以及它们参与昆虫生理学的不同背景。

在简要介绍结构，功能和系统发育方面之后，我们将重点放在参与非化学感应功能的OBP和CSP的成员身上，并讨论了其在昆虫不同器官中的提出的作用方式。将与脊椎动物脂质运载蛋白（一种大型配体结合蛋白家族）平行，脊椎动物的OBPs（与昆虫的结构不同）属于该物种，但也包括具有不同任务和功能的几个其他成员。最后，我们考虑这些蛋白质在气味检测装置中的预期用途，如其多功能性和卓越的结构稳定性所提出的。

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/brv.12339/full



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