光肩星天牛气味结合蛋白AglaOBP12的基因克隆、表达及配体结合特征

【目的】克隆和鉴定光肩星天牛Anoplophora glabripennis气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)基因,明确其表达特点及与寄主植物挥发物的结合特性,有助于阐明光肩星天牛嗅觉识别的分子机制。【方法】根据光肩星天牛雌成虫触角转录组数据,利用RT-PCR克隆OBP12基因,并进行生物信息学分析。通过实时定量PCR(qRT-PCR)测定OBP12在光肩星天牛成虫触角、头(移除触角)、胸、腹、足、翅中的转录水平。利用原核表达系统和Ni离子亲和层析技术表达和纯化OBP12重组蛋白,荧光竞争结合实验测定重组蛋白与39种气味配体的结合能力。【结果】获得光肩星天牛气味结合蛋白基因AglaOBP12(GenBank登录号:KX890109)的完整编码序列,其开放阅读框长414 bp,编码137个氨基酸,N末端具有18个氨基酸组成的信号肽序列,蛋白序列具有6个保守的半胱氨酸残基,Agla OPB12属于Classical OBPs亚家族基因。qRT-PCR测定结果表明,AglaOBP12主要在成虫触角中表达,在其他组织微量表达。在待测的39种寄主植物挥发物中,重组蛋白AglaOBP12仅与19种化合物具有结合活性,表明AglaOBP12对寄主植物挥发物具有明显的选择结合特性。重组蛋白AglaOBP12与十二烷醇、十四烷醇、法尼醇、十二醛、乙酸-顺-3-己烯酯和β-石竹烯的结合能力较强,结合常数分别为1.96,0.96,1.03,0.82,0.77和0.74μmol/L。【结论】明确了AglaOBP12的核苷酸和氨基酸序列组成,重组AglaOBP12蛋白与主链有12个碳原子的醇类、醛类和萜烯类挥发物有特异性的结合活性。根据AglaOBP12基因的表达特点和重组蛋白的结合特性,推测AglaOBP12在光肩星天牛成虫定位补充营养寄主植物中发挥重要作用。     

梨小食心虫Minus-C气味结合蛋白的分子克隆、表达谱及结合特性分析

【目的】通过克隆梨小食心虫Grapholita molesta的Minus-C气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)基因,并测定其在成虫不同组织中的表达量及其重组蛋白对气味配体的结合能力,推测其嗅觉生理功能。【方法】基于梨小食心虫雌虫触角转录组测序数据,利用RT-PCR克隆MinusC OBP基因的完整编码区;qPCR测定该基因在成虫不同组织[触角、头(去除触角)、胸、腹、足、翅]中的表达量;构建原核表达系统表达重组蛋白,利用SDS-PAGE和Western blot检测蛋白的表达和纯度;运用荧光竞争结合实验测定重组蛋白与35种气味配体的结合能力。【结果】成功克隆了梨小食心虫的一个Minus-C OBP基因,命名为GmolOBP14(GenBank登录号:MF066361)。GmolOBP14开放阅读框长411 bp,编码136个氨基酸,成熟蛋白具有4个保守的半胱氨酸残基,属于Minus-C OBP亚家族。GmolOBP14在雌雄成虫的不同组织中均有表达,但在雄成虫翅和雌成虫触角中的表达量显著高于同性别的其他组织。重组蛋白GmolOBP14与气味配体的结合谱较窄,仅能与16种配体表现出不同程度的结合活性,其中与梨酯和十二醛的结合能力较强,解离常数Ki分别为6.92和12.74μmol/L;与癸醛、十四醛、顺-3-己烯-1-醇、苯甲醇和己酸丁酯有中等程度的结合活性,Ki分别为25.54,20.61,24.35,23.44和23.33μmol/L;GmolOBP14对性信息素组分没有结合活性,提示该蛋白不参与对性信息素的感受和识别。【结论】根据GmolOBP14基因的组织表达特点及其重组蛋白的结合特性,推测GmolOBP14除具有选择性结合和运输寄主植物挥发物的作用外,还参与与嗅觉无关的生理过程。     

疆夜蛾Plus-C气味结合蛋白PsauOBP7的组织表达谱及配体结合特性分析

【目的】明确疆夜蛾Peridroma saucia Plus-C气味结合蛋白PsauOBP7在不同化学感受器官中的表达谱，解析PsauOBP7重组蛋白的气味结合特异性。【方法】通过qRT-PCR检测PsauOBP7在疆夜蛾雌蛾和雄蛾的触角、口器、足和翅中的表达谱。原核表达并纯化PsauOBP7重组蛋白，利用Western blot检测PsauOBP7在疆夜蛾不同龄期幼虫头部及成虫不同组织中的表达情况；通过荧光竞争结合实验检测PsauOBP7重组蛋白对39种气味化合物的结合能力。【结果】成功表达并纯化PsauOBP7重组蛋白。qRT-PCR及Western blot检测显示PsauOBP7表达于4-6龄幼虫头部及雌雄成虫的触角、口器、足和翅中。荧光竞争结合实验显示PsauOBP7与反-2-己烯醛的结合能力最强，Ki=1.4 μmol/L。此外，PsauOBP7与5种酯类化合物乙酸月桂酯、顺-3-己烯乙酸酯、乙酸苯乙酯、苯甲酸己酯和肉桂酸甲酯有一定的结合能力，Ki值分别为5.7, 6.5, 8.9, 9.5和10.2 μmol/L。PsauOBP7与两种醇类化合物顺-3-己烯-1-醇和法尼醇也有较强的结合能力, Ki值分别为5.8和5.9 μmol/L。【结论】疆夜蛾Plus-C气味结合蛋白PsauOBP7表达于其幼虫和成虫的多种化学感受器官中，且能结合多种植物气味化合物，说明其在疆夜蛾寻找寄主植物过程中发挥重要作用。     

绿盲蝽对性信息素类似物和植物挥发物的触角电位反应

为了更好地利用性信息素类似物与植物挥发物对绿盲蝽Lygus lucorum进行监测和生物防治, 本研究采用电生理学方法测试了绿盲蝽成虫对9种性信息素类似物和12种植物挥发性物质的触角电位(electroantennogram, EAG)反应。结果表明: 在测试的这21种化合物中, 绿盲蝽对丁酸酯类化合物和绿叶气味物质的EAG反应较强; 雄虫对性信息素类似物比雌虫更敏感, 而雌虫对植物挥发物更敏感。其中性信息素类似物中, 绿盲蝽对反-2-丁酸己烯酯的EAG反应最强; 植物挥发物中, 绿盲蝽对反-2-己烯醛的EAG反应最强, 雌虫对反-2-己烯醇、反-2-己烯醛、顺-3-己烯醇等绿叶气味物质的EAG反应相对高于萜类化合物的反应。剂量反应曲线表明, 在测定的浓度范围内, 雄虫对反-2-丁酸己烯酯的反应比雌虫显著高, 而对β 蒎烯的反应则比雌虫显著低。绿盲蝽成虫对性信息素类似物和植物挥发物的EAG反应存在的两性差异具有生态适应意义: 雄虫对性信息素类似物更敏感将更有利于其寻找交配对象, 而雌虫对绿叶气味物质更敏感将更有利于其寻找产卵寄主。     

绿盲蝽气味受体基因AlucOR40的克隆及功能研究

【目的】从绿盲蝽Apolygus lucorum触角中克隆气味受体基因Aluc OR40,研究该气味受体基因在绿盲蝽不同组织中的表达水平,然后对该基因的功能进行研究,为理解绿盲蝽的嗅觉识别机制提供理论基础。【方法】在绿盲蝽成虫触角转录组测序与分析的基础上,通过PCR技术克隆得到气味受体基因Aluc OR40的全长序列。用半定量RT-PCR研究该基因在雌雄虫不同组织中的表达水平。然后通过爪蟾卵母细胞体外表达该基因,并结合双电极电压钳检测了该气味受体对60种气味分子包括绿盲蝽性信息素组分和植物挥发物的反应。然后,利用触角电位技术测定羽化后3 d的绿盲蝽成虫对Aluc OR40的气味配体的触角电位反应。【结果】克隆了Aluc OR40(Gen Bank登录号:KU886190)。Aluc OR40编码398个氨基酸,蛋白具有7个跨膜结构域,N末端位于胞内,C端位于细胞外,符合昆虫气味受体的典型特征。半定量RT-PCR的结果显示,Aluc OR40在触角中特异表达,且在雄虫触角中的表达水平高于雌虫。双电极电压钳记录结果显示,Aluc OR40只对反-2-己烯醇一种气味分子具有特异反应。EAG实验结果表明,羽化后3 d的绿盲蝽雌雄虫都对反-2-己烯醇有反应,且雄虫触角的EAG反应显著高于雌虫。【结论】结果提示Aluc OR40参与了绿盲蝽对反-2-己烯醇的识别过程,推测其在绿盲蝽交配过程中雄虫对雌虫的识别中发挥作用。     

甘薯蚁象气味结合蛋白CforOBP8的基因表达谱及配体结合特性分析

【目的】明确甘薯蚁象Cylas formicarius气味结合蛋白(odorant binding protein, OBP) OBP8的基因表达谱及与配体化合物的结合特性。【方法】基于甘薯蚁象成虫转录组数据,利用RT-PCR方法从甘薯蚁象成虫触角中克隆了气味结合蛋白OBP8基因,并进行生物信息学分析;采用qPCR方法测定该基因在甘薯蚁象成虫触角、口器、翅和跗节中的表达谱;构建原核表达载体,进行诱导表达及蛋白纯化。利用荧光竞争结合实验测定纯化的重组蛋白与16种配体化合物(1种性信息素和15种植物挥发物)的结合特性。【结果】获得甘薯蚁象气味结合蛋白基因CforOBP8(GenBank登录号:MH549528)的完整编码序列,其开放阅读框长414 bp,编码138个氨基酸,预测分子量为15.56 kD,等电点为4.71,N末端具有21个氨基酸组成的信号肽序列,蛋白序列具有4个保守的半胱氨酸,CforOBP8属于Minus-C OBPs亚家族。荧光定量PCR结果表明,CforOBP8在甘薯蚁象成虫触角中特异性表达,在其他组织中微量表达。SDS-PAGE结果显示融合蛋白成功表达。CforOBP8与配体化合物的结合力测试表明,CforOBP8与性信息素(E)-2-丁烯酸顺-(Z)-3十二烯基酯结合能力最强,解离常数K_i为4.13μmol/L;其次与5种植物挥发物也有一定的结合能力,依次为乙酸顺-3-己烯酯(K_i=7.54μmol/L)、柠檬烯(K_i=15.23μmol/L)、橙花醇(K_i=16.31μmol/L)、壬醛(K_i=28.71μmol/L)和苯乙醛(K_i=29.54μmol/L)。【结论】CforOBP8可能是甘薯蚁象性信息素结合蛋白,并且在感受性信息素和寄主植物挥发物的过程中都发挥作用。     

中红侧沟茧蜂气味结合蛋白MmedOBP18的原核表达及配体结合特性

【目的】研究中红侧沟茧蜂Microplitis mediator气味结合蛋白MmedOBP18在触角中的表达定位,解析MmedOBP18重组蛋白的配体结合特性。【方法】原核表达中红侧沟茧蜂气味结合蛋白MmedOBP18;采用荧光免疫组织化学技术研究MmedOBP18在中红侧沟茧蜂雌蜂触角中的表达定位;通过荧光竞争结合实验分析MmedOBP18重组蛋白与99种候选配体的结合特性。【结果】在原核表达系统中成功表达MmedOBP18重组蛋白。荧光免疫定位结果显示MmedOBP18主要表达在触角锥形感器Ⅰ内的淋巴液中。荧光竞争结合实验结果表明,MmedOBP18重组蛋白能够与16种候选配体结合,与低挥发性植物挥发物2-十三酮、十二醛、十四酸和十一酸的结合能力最强,其解离常数K_i值分别为5.21, 6.42, 6.49和6.58μmol/L;而且MmedOBP18重组蛋白与非挥发性植物次生物质棕榈酸、棉酚、槲皮素及亚麻酸也有较强的结合能力,K_i值分别为3.86, 5.07, 5.08和6.51μmol/L;此外,MmedOBP18重组蛋白与鳞翅目昆虫性信息素组分顺-9-十四碳烯醛及顺-11-十六碳醛表现出较强的结合能力,K_i值分别为9.09和11.67μmol/L,提示该蛋白在寄主定位过程中可发挥重要的作用。【结论】中红侧沟茧蜂气味结合蛋白MmedOBP18能够结合长链低挥发和非挥发性化合物,推测其在嗅觉和味觉识别中发挥双重功能,主要参与对寄主和寄主生境的化学信息的近距离识别。     

白蜡窄吉丁气味结合蛋白AplaOBP3的免疫定位及配体结合特性

【目的】本研究旨在解析白蜡窄吉丁Agrilus planipennis气味结合蛋白AplaOBP3在触角中的定位及配体结合特性,同时比较AplaOBP3与已报道的AplaOBP1和AplaOBP2的功能异同。【方法】原核表达白蜡窄吉丁气味结合蛋白AplaOBP3,制备多克隆抗体并进行Western blot检测;采用免疫组织化学技术在白蜡窄吉丁触角感器中对AplaOBP3的表达进行定位;通过荧光竞争结合实验分析AplaOBP3重组蛋白与58种化合物的结合特性,并与前期报道的白蜡窄吉丁AplaOBP1和AplaOBP2蛋白的配体结合特性进行比较。【结果】原核表达系统中成功表达AplaOBP3重组蛋白;免疫定位结果显示AplaOBP3在白蜡窄吉丁触角的锥形感器类型I中表达。荧光竞争结合实验结果表明,重组AplaOBP3蛋白与反-2-己烯醛、苯甲醛、4′-乙基苯乙酮、β-紫罗兰酮和罗勒烯具有强的结合能力,其解离常数KD值分别为6.20,4.03,5.24,1.72和4.83 μmol/L。AplaOBP3与AplaOBP2具有相似的表达及配体结合特性。【结论】白蜡窄吉丁气味结合蛋白AplaOBP3与AplaOBP2具有相似的表达及配体结合特性,它们可能共同参与白蜡窄吉丁的嗅觉感受,在白蜡窄吉丁寄主定位过程中发挥作用。     

疆夜蛾Plus-C气味结合蛋白PsauOBP7的组织表达谱及配体结合特性分析

【目的】明确疆夜蛾Peridroma saucia Plus-C气味结合蛋白PsauOBP7在不同化学感受器官中的表达谱,解析PsauOBP7重组蛋白的气味结合特异性。【方法】通过qRT-PCR检测PsauOBP7在疆夜蛾雌蛾和雄蛾的触角、口器、足和翅中的表达谱。原核表达并纯化PsauOBP7重组蛋白,利用Western blot检测PsauOBP7在疆夜蛾不同龄期幼虫头部及成虫不同组织中的表达情况;通过荧光竞争结合实验检测PsauOBP7重组蛋白对39种气味化合物的结合能力。【结果】成功表达并纯化PsauOBP7重组蛋白。qRT-PCR及Western blot检测显示PsauOBP7表达于4-6龄幼虫头部及雌雄成虫的触角、口器、足和翅中。荧光竞争结合实验显示PsauOBP7与反-2-己烯醛的结合能力最强,K_i=1.4μmol/L。此外,PsauOBP7与5种酯类化合物乙酸月桂酯、顺-3-己烯乙酸酯、乙酸苯乙酯、苯甲酸己酯和肉桂酸甲酯有一定的结合能力,K_i值分别为5.7, 6.5, 8.9, 9.5和10.2μmol/L。PsauOBP7与两种醇类化合物顺-3-己烯-1-醇和法尼醇也有较强的结合能力, K_i值分别为5.8和5.9μmol/L。【结论】疆夜蛾Plus-C气味结合蛋白PsauOBP7表达于其幼虫和成虫的多种化学感受器官中,且能结合多种植物气味化合物,说明其在疆夜蛾寻找寄主植物过程中发挥重要作用。     

梨小食心虫气味结合蛋白GmolOBP3的cDNA克隆、表达谱及结合特性分析

【目的】为了更好地了解昆虫气味结合蛋白（odorant binding proteins, OBPs）在梨小食心虫Grapholita molesta（Busck）嗅觉识别中的作用,并明确其与寄主挥发物的结合特性。【方法】利用RT-PCR和RACE技术克隆梨小食心虫OBP基因;采用RT-PCR和实时定量PCR对该基因在成虫不同组织和羽化后不同日龄成虫中的表达情况进行了测定;以N-phenyl-1-naphthylamine（1-NPN）为荧光探针,采用荧光竞争结合试验对GmolOBP3蛋白的结合特性进行了分析。【结果】得到梨小食心虫一个新的气味结合蛋白基因,命名为GmolOBP3（GenBank登录号：KF395363）。GmolOBP3开放阅读框全长492 bp,编码163个氨基酸残基,预测分子量和等电点分别为18.72 kDa和4.93,呈酸性,具有典型的6个半胱氨酸位点。GmolOBP3在雌、雄成虫触角和腹部均有表达,成虫在羽化后5 d内,雌蛾触角中GmolOBP3表达量随羽化后日龄而增加,但雄蛾在羽化后第5天触角中 GmolOBP3表达量显著降低。通过构建GmolOBP3原核表达载体,在大肠杆菌Escherichia coli中诱导表达并获得了GmolOBP3重组蛋白。荧光竞争结合实验对GmolOBP3蛋白与16种寄主挥发物及4种性信息素类似物的结合力发现,在供试的4种梨小食心虫性信息素类似物中,GmolOBP3蛋白与反-8-十二碳烯醋酸酯和十二烷-1-醇不结合,而与顺-8-十二碳烯醋酸酯和顺-8-十二碳烯醇结合,但结合力较弱,结合常数分别为83.00和103.70 μmol/L;与16种寄主挥发物结合能力也不强,其中结合最强的是β 紫罗酮,结合常数为49.36 μmol/L。【结论】由此推断,GmolOBP3具有选择性识别和结合各种配基的特性。     

Fyn binding protein, Fyb, interacts with mammalian actin binding protein, mAbp1

The immune cell specific protein Fyn-T binding protein (Fyb) has been identified as a target of the Yersinia antiphagocytic effector Yersinia outer protein H (YopH), but its role in macrophages is unknown. By using Fyb domains as bait to screen a mouse lymphoma cDNA library, we identified a novel interaction partner, mammalian actin binding protein 1 (mAbp1). We show that mAbp1 binds the Fyb N-terminal via its C-terminally located src homology 3 domain. The interaction between Fyb and mAbp1 is detected in macrophage lysates and the proteins co-localize with F-actin in the leading edge. Hence, mAbp1 is likely to constitute a downstream effector of Fyb involved in F-actin dynamics.     

Synthesis, DNA binding, and cleavage studies of novel PNA binding cyclen complexes

A novel coumarin‐appended PNA binding cyclen derivative ligand, C1 , and its copper(II) complex, C2 , have been synthesized and characterized. The interaction of these compounds with DNA was systematically investigated by absorption, fluorescence, and viscometric titration, and DNA‐melting and gel‐electrophoresis experiments. DNA Melting and viscometric titration experiments indicate that the binding mode of C1 is a groove binding, and C2 is a multiple binding mode that involves groove binding and electrostatic binding. From the absorption‐titration data, we can state that the primary interaction between CT DNA and the two compounds may be H‐bonds between nucleobases. Fluorescence studies indicate that the binding ability of C1 to d(A)₉ is as twice or thrice as that of other oligodeoxynucleotides. Agarose gel‐electrophoresis experiments demonstrate that C2 is an excellent chemical nuclease, which can cleave plasmid DNA completely within 24 h.     

Corticosteroid binding globulin, testosterone-estradiol binding globulin, and androgen binding protein belong to protein families distinct from steroid receptors

The cDNA nucleotide sequences and the deduced amino acid sequences of human corticosteroid binding globulin (hCBG), human testosterone-estradiol binding globulin (hTeBG), and rat androgen binding protein (rABP) were determined. Studies of the steroid binding sites suggest they are toward the carboxy-terminus in hTeBG and rABP and more central in hCBG. hCBG has remarkable sequence homology with members of a superfamily whose functions have diverged; these include thyroxine-binding protein, serine protease inhibitors, egg white proteins, and angiotensinogen. hTeBG and rABP have a 68% amino acid sequence identity. Hybridization studies suggest that hTeBG is probably even more closely related, if not identical, to hABP. The carboxy-terminal sequences of hTeBG and rABP are also similar to that of protein S, a vitamin-K-dependent clotting factor. There were no nucleotide or amino acid sequence homologies between hCBG, hTeBG, or rABP and other steroid binding proteins such as steroid receptors, albumin, alpha-fetoprotein, and vitamin D binding protein. We conclude that the "extracellular steroid binding proteins" and steroid receptors do not appear to have descended from a common ancestor.     

Hydroxylated 2,3-diarylindenes: synthesis, estrogen receptor binding affinity, and binding orientation considerations

In order to develop high affinity, fluorescent ligands for the estrogen receptor based on 2-arylindenes, it is important to understand how this non-steroidal estrogen is oriented within the binding site and to know how hydroxyl substituents affect binding. To investigate these issues a series of dihydroxyl-substituted 2,3-diphenylindenes were prepared by the cyclization of appropriately substituted alpha-benzyldesoxybenzoins, and their binding affinities for the estrogen receptor measured by a competitive radiometric binding assay. Introduction of a p-hydroxyl group in the 2-phenyl ring of two 2,3-diphenyl-6-hydroxyindene systems causes a 3-fold increase in binding affinity, whereas, p-hydroxylation in the 3-phenyl ring of these systems causes a 2-fold reduction in binding affinity. The parallel change in binding affinity in these two systems suggests a consistent binding orientation of the 2,3-diarylindene systems, which, on the basis of earlier studies, has the indene system corresponding to the A/B-ring system of estradiol. This orientation model and the enhanced affinity of the p-hydroxy 2-ring derivatives are suggestive of a new hydrogen bonding site below the D-ring binding site. Changes in receptor binding affinity upon hydroxylation in triphenylacrylonitrile ligands for the estrogen receptor, reported by others, do not show such parallelism, suggesting that different derivatives may not be bound in congruent orientations. A m-hydroxyl substituent in ring-3 of the 2,3-diarylindene has very little effect on receptor binding. In designing fluorescent 2,3-diarylindene ligands for the estrogen receptor, 3-ring hydroxylation may be useful in reducing non-specific binding and in modifying electron donation to the fluorophore with only modest or no reduction in binding affinity. p-Hydroxylation of the 2-ring, although increasing receptor binding, is not consistent with the electron accepting nature required of this ring.