几丁质酶的研究进展

几丁质是自然界中含量仅次于纤维素的第二大类多糖,已从各种细菌、真菌、植物、哺乳动物和昆虫中分离并鉴定出来。随着近年来对几丁质及其衍生物的了解,发现此类多糖的物理化学特性在现实中有非常广泛的应用。几丁质酶是一类分解几丁质的酶,广泛分布于细菌、真菌、植物、哺乳动物、昆虫等物种中,并发挥着重要作用。近年来国内外工作者对这些不同来源的几丁质酶做了深入研究,为其在医学和农业上更广泛的应用提供理论基础。     

昆虫几丁质酶及其在害虫防治中的应用

几丁质是昆虫重要的结构性组分,在昆虫生长发育的各个时期都需要一定量的几丁质来维持其代谢平衡.昆虫几丁质酶可以降解昆虫体壁和围食膜中的几丁质,作为一种潜在的生物杀虫剂在害虫防治方面具有广阔的应用前景.随着对昆虫几丁质酶研究的不断深入,目前已克隆到了30余种昆虫几丁质酶,并应用于转基因作物和基因工程微生物中,对害虫具有一定...     

几丁质酶基因及其应用新进展

几丁质酶能降解真菌和昆虫细胞壁的主要成分几丁质而在生物防御中具有重要的作用。近年来随着重组DNA技术的进一步发展和对几丁质酶基因表达与调控机理研究的进一步深入,将几丁质酶基因导入植物增强其抗真菌能力方面的研究取得了较大进展,促进了几丁质酶的产业化应用。     

昆虫几丁质酶基因的分子特性概述

昆虫几丁质酶是分解昆虫体壁和中肠围食膜几丁质的重要酶类。已从烟草天蛾、家蚕等多种昆虫中分离到几丁质酶的cDNA和DNA序列。昆虫几丁质酶基因有着相似的分子特性,这些特性可为构建杀虫工程菌及转几丁质酶基因植物奠定基础。作者结合自己在该领域的工作,着重就昆虫几丁质酶基因结构特点,基因的拷贝数,基因在体内的时空表达以及异源表达及活性测定等多个方面的研究方法和研究进展进行了较为全面地介绍。     

生物信息学在昆虫几丁质酶研究中的应用

昆虫几丁质酶及类似蛋白由多种不同的基因编码而成,它们在分子量大小、空间结构、化学性质和酶学性质等方面存在较大的差异,并在昆虫不同的组织、不同时期的表达量各不相同,对昆虫生长发育过程中几丁质的代谢起着重要的作用.在昆虫几丁质酶的研究过程中,生物信息学在几丁质酶基因克隆、结构分析、同源性比较等方面应用广泛.该文主要对昆虫几丁质酶及生物信息学在昆虫几丁质酶研究中的应用、存在的问题及展望做了全面的综述.     

几丁质酶的三级结构和催化机制

几丁质酶广泛存在于各种生物中 ,包括含有其底物 (几丁质 )的真菌、昆虫等生物中 ,也存在于不含几丁质的植物中。因而它在各种生物中有不同的作用。细菌产生几丁质酶可以分解几丁质物质而获得营养 ;真菌中几丁质酶在其细胞分裂和形态建成等方面发挥着作用 ;昆虫等节肢动物中几丁质酶在它们的蜕皮等生长发育中起着重要作用 ;植物以及高等动物的几丁质酶可能主要在于防御病原物的侵染。近来 ,由于几丁质酶在抗真菌中的作用而备受关注。几丁质酶根据其氨基酸序列的同源性被分成 1 8和 1 9两个家族。1 8家族广泛存在于各种生物中 ,而 1 9家族大…     

昆虫几丁质合成及其调控研究前沿

几丁质合成与降解是昆虫最重要的生理过程之一。本文根据国外和作者自己的研究,综述了昆虫几丁质合成及其调控研究进展。昆虫几丁质的生物合成通路始于海藻糖,终止于几丁质,其中共有8个酶参与。目前研究最多的为海藻糖酶和几丁质合成酶。昆虫存在2个海藻糖酶基因和2个几丁质合成酶基因。可溶性海藻糖酶基因对昆虫表皮的几丁质合成影响更大,而膜结合海藻糖酶基因则主要影响中肠的几丁质合成。几丁质合成酶A主要负责表皮和气管几丁质的合成,而几丁质合成酶B则负责中肠围食膜的几丁质合成。目前,昆虫几丁质合成的调控途径主要有两种:利用RNAi技术和几丁质合成抑制剂。     

昆虫几丁质酶基因家族功能研究进展

昆虫几丁质酶的研究历史很长,研究内容也非常广泛;但仅局限于传统的方法研究某个昆虫单个基因的功能及应用。近年来,随着生物信息学和RNAi技术在生命科学研究工作中的广泛应用,在昆虫几丁质酶的研究方面也取得了较大进展。本文主要以生物信息学在几丁质酶家族基因鉴定和分类研究过程中的应用,以及利用RNAi技术分析几丁质酶不同家族成员在赤拟谷盗和褐飞虱两种昆虫生长发育中的功能比较分析,对全面认识昆虫几丁质酶基因家族功能和作用机理,并利用几丁质酶基因防治害虫奠定良好的基础。     

谈谈植物中的几丁质酶

几丁质酶及其底物几丁质均广泛存在于自然界.由于几丁质酶及其降解产物在生物学、医学、化学、农业及环境科学等方面的潜在价值而越来越受到重视.着重介绍了几丁质酶的作用原理,植物的几丁质酶基因,植物中几丁质酶的特性以及几丁质酶在植物中的作用和在转基因植物中的应用.     

植物几丁质酶的结构与功能、分类及进化

近年来对几丁质酶的研究越来越深入,资料也愈来愈多,有的植物几丁质酶除具有几丁质酶活性,还具有其它的活性,典型的几丁质酶由－N－端信号区,催化区和C－端延伸区组成,有的还有几丁质结合域,各项能域具有各自的功能,对植物几丁质酶的分类已经过多次改进,目前公认的分成4组9个亚组,有证据表明植物几丁质酶在进化过程中有遗传转座现象,但具有进化过程还有待进一步确证,对几丁质酶与其它一些蛋白的关系的了解有助于理解几丁质酶的起源和进化,由于几丁质酶具有独特的抗真菌特性,因而几丁质酶基因成为目前抗真菌基因工程研究的热之一。     

Insect resistance of transgenic tobacco expressing an insect chitinase gene

Chitinase expression in the insect gut normally occurs only during moulting, where the chitin of the peritrophic membrane is presumably degraded. Thus, insects feeding on plants that constitutively express an insect chitinase gene might be adversely affected, owing to an inappropriately timed exposure to chitinase. This hypothesis was tested by introducing a cDNA encoding a tobacco hornworm (Manduca sexta) chitinase (EC 3.2.1.14) into tobacco via Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation. A truncated but enzymatically active chitinase was present in plants expressing the gene. Segregating progeny of high-expressing plants were compared for their ability to support growth of tobacco budworm (Heliothis virescens) larvae and for feeding damage. Both parameters were significantly reduced when budworms fed on transgenic tobacco plants expressing high levels of the chitinase gene. In contrast, hornworm larvae showed no significant growth reduction when fed on the chitinase-expressing transgenics. However, both budworm and hornworm larvae, when fed on chitinase-expressing transgenic plants coated with sublethal concentrations of a Bacillus thuringiensis toxin, were significantly stunted relative to larvae fed on toxin-treated non-transgenic controls. Foliar damage was also reduced. Plants expressing an insect chitinase gene may have agronomic potential for insect control     

昆虫差异蛋白质组: 进展和展望

黑腹果蝇Drosophila melanogaster、家蚕Bombyx mori、意大利蜜蜂Apis mellifera和冈比亚按蚊Anopheles gambiae等昆虫的基因组测序已经基本完成,蛋白质组学技术将是阐明这些基因组功能的重要工具。本文综述了应用差异蛋白质组学技术在昆虫诱导性免疫、抗性机制和分子病理研究方面取得的一些成果：（1） 细菌、真菌、脂多糖或机械损伤诱导的昆虫血淋巴或血细胞来源细胞系的蛋白质表达的改变; （2） Bt抗性昆虫中肠刷状缘膜和抗锥虫采采蝇Glossina morsitans唾液腺多种蛋白质表达的改变; （3）化学农药处理和姬蜂Chelonus inanitus携带的多分DNA病毒引起的昆虫蛋白质组的变化。最后讨论了昆虫差异蛋白质组学研究的瓶颈与对策。     

与宿主昆虫液化相关的杆状病毒基因及其蛋白

昆虫被杆状病毒感染后会发生液化现象,这有利于病毒向周围环境扩散。目前在杆状病毒苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒NPV和GV中,发现与昆虫宿主液化相关的基因有组织蛋白酶基因V-cath基因和几丁质酶基因。V-cath基因表达产物在苜蓿银纹夜蛾多角体病毒(AcMNPV)中能特异性降解昆虫细胞内的肌动蛋白。几丁质酶不仅参与了虫体体表面几丁质的降解,同时还参与V-CATH蛋白前体的加工过程,起分子伴侣的作用。对家蚕核型多角体病毒(BmNPV)的研究表明其FP25K基因表达产物通过影响组织蛋白酶的释放与分泌而参与虫体液化。简要综述了此3种基因及其表达产物的结构、功能与特性,并讨论了它们在生产上的应用前景。     

植物抗虫性次生物质的研究概况

综述了国内外与植物抗虫性有关的次生物质的主要类型和植物次生物质对昆虫的寄主选择、取食和产卵等作用的研究进展,对次生物质在生态系统中的作用也作了介绍,并展望了植物次生物质的应用前景。     

Insect group II chitinase OfChtII promotes chitin degradation during larva–pupa molting

The insect group II chitinase (ChtII, also known as Cht10) is a unique chitinase with multiple catalytic and chitin-binding domains. It has been proven genetically to be an essential chitinase for molting. However, ChtII's role in chitin degradation during insect development remains poorly understood. Obtaining this knowledge is the key to fully understanding the chitin degradation system in insects. Here, we investigated the role of OfChtII during the molting of Ostrinia furnacalis, a model lepidopteran pest insect. OfChtII was expressed earlier than OfChtI (OfCht5) and OfChi-h, at both the gene and protein levels during larva–pupa molting as evidenced by quantitative polymerase chain reaction and western blot analyses. A truncated OfChtII, OfChtII-B4C1, was recombinantly expressed in Pichia pastoris cells and purified to homogeneity. The recombinant OfChtII-B4C1 loosened compacted chitin particles and produced holes in the cuticle surface as evidenced by scanning electron microscopy. It synergized with OfChtI and OfChi-h when hydrolyzing insoluble α-chitin. These findings suggested an important role for ChtII during insect molting and also provided a strategy for the coordinated degradation of cuticular chitin during insect molting by ChtII, ChtI and Chi-h.     

昆虫杆状病毒几丁质酶及其应用研究进展

杆状病毒几丁质酶基因（chitinase,,ChiA）是晚期表达的非必需基因,高度保守。表达产物几丁质酶分为3个区：N-端信号肽区,中部酶活性区和C-末端酶内质网结合区。该酶同时具有内切和外切几丁质酶活性,主要功能是水解昆虫体内的几丁质,促进虫体液化;作为组织蛋白酶原（pro-V-Cath）的分子伴侣,参与其加工和运输过程; 影响多角体的形成,并与细胞的裂解有关;还与病毒侵染机制相关联。杆状病毒ChiA与细菌ChiA源于共同的祖先,而昆虫ChiA则可能直接来自杆状病毒。在害虫生物防治中,杆状病毒ChiA可直接作为杀虫剂,或作为苏云金杆菌和杆状病毒等微生物杀虫剂的增效剂使用;杆状病毒ChiA可转入植物,获得具有持续杀虫及抗病活性的转基因植物;将杆状病毒ChiA的内质网定位序列删除、突变,或在病毒基因组中插入外源ChiA,重组病毒的杀虫活性增强。通过基因工程手段,删除病毒基因组ChiA或V-Cath,可改善杆状病毒表达系统对分泌蛋白和膜结合蛋白的表达。     

Insect Resistance of Transformed Tobacco Plants with Gene of the Spider Insecticidal Peptide

Tobacco (Nicotiana tabacum)leaves were transformed with Agrobacterium tumefaciens LBA4404 containing the insecticidal peptide gene. Thirty regenerated kanamycin resistant plants were obtained, among which three showed stronger toxicity to Heliothis armigera by feeding experiments. In comparison with feeding of the control plants, mortality of the insects fed on transgenic plants was significantly higher and the growth of the survived insects was remarkably retarded. Results of PCR Southern blot and Northern blot showed that insecticidal peptide gene has been transferred into the genome of these three plants and expressed efficiently to confer the insect resistance of the transgenic plants.     

Localization of a Baculovirus-Induced Chitinase in the Insect Cell Endoplasmic Reticulum

Confocal immunofluorescence microscopy was used to demonstrate that the Autographa californica nucleopolyhedrovirus (AcMNPV) chitinase was localized within the endoplasmic reticulum (ER) of virus-infected insect cells. This was consistent with removal of the signal peptide from the chitinase and an ER localization motif (KDEL) at the carboxyl end of the protein. Chitinase release from cells, a prerequisite for liquefaction of virus-infected insect larvae, appears to be aided by synthesis of the p10 protein. Deletion of p10 from the AcMNPV genome delayed the appearance of chitinase activity in the medium of virus-infected cells by 24 h and also delayed liquefaction of virus-infected Trichoplusia ni larvae by the same period.     

药用昆虫多糖的研究进展

中医以昆虫入药,在两千多年里积累了丰富的临床经验。近年来,随着天然药物研究技术不断的发展,昆虫多糖的生物学活性被不断发现,人们对于药用昆虫多糖的研究也越来越广泛和深入。本综述通过查阅近年来有关药用昆虫多糖的资料文献,从提取分离、结构研究、药理活性三个方面总结、分析了近年来有关药用昆虫多糖的研究成果,希望可以为相关研究人员提供借鉴。目前,昆虫多糖提取分离的方法包括水提醇沉法、碱液提取法和酶解法。尽管药用昆虫多糖的结构研究报道较少,但已发现,昆虫多糖的结构比植物多糖和真菌多糖更复杂,大多为蛋白聚糖,组成的单糖种类较多。昆虫多糖具有多种药理活性,在免疫调节、抗氧化、抗肿瘤、抗血栓及抗过敏等方面作用突出。