The Molecular Basis of Adaptive Variation in Ethanol Resistance in Drosophila melanogaster: Contribution of Aldehyde Dehydrogenase

果蝇乙醇抗性适应性变异的分子基础:醛脱氢酶的贡献

基本信息

  • 批准号:
    0623268
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2006-09-01 至 2011-02-28
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Acetaldehyde is a highly toxic intermediate generated by the enzymatic breakdown of ethanol (ethyl alcohol). Species that regularly consume ethanol, including both humans and the common fruit fly Drosophila melanogaster, rely on the enzyme aldehyde dehydrogenase (ALDH) for acetaldehyde detoxification. In the proposed work, a structural change in ALDH found in some populations of D. melanogaster, a species notable for its ability to thrive on fermenting fruit high in ethanol, will be studied. Initial results indicate that the altered ALDH has higher ability to detoxify acetaldehyde, but lower ability to detoxify other aldehydes, than the original enzyme. Thus the change is predicted to be beneficial in flies feeding on ethanol, but may be detrimental in the absence of ethanol. To test these predictions, survival and reproduction of flies with the original and altered ALDH will be compared on diets both containing and lacking ethanol. In addition, the catalytic properties of the two ALDH variants will be measured with a variety of biologically relevant aldehyde substrates.By taking advantage of the powerful genetic tools available for Drosophila, the proposed work will give unique insight into the molecular basis of adaptation of an organism to its ecological niche. In addition, because ALDH has broadly similar structure and function in Drosophila as in humans, the results may shed light on the role of this enzyme in human health and disease.
乙醛是乙醇(乙醇)酶解产生的剧毒中间体。 经常消耗乙醇的物种,包括人类和常见果蝇果蝇,依靠乙醛脱氢酶 (ALDH) 进行乙醛解毒。 在拟议的工作中,将研究黑腹果蝇某些种群中发现的 ALDH 结构变化,黑腹果蝇是一种以依靠发酵富含乙醇的水果而闻名的物种。 初步结果表明,与原始酶相比,改变后的 ALDH 具有更高的乙醛解毒能力,但对其他醛的解毒能力较低。 因此,预计这种变化对以乙醇为食的果蝇是有益的,但在没有乙醇的情况下可能是有害的。 为了测试这些预测,将比较含有和不含乙醇的饮食中含有原始 ALDH 和改变的 ALDH 的果蝇的存活和繁殖情况。 此外,两种 ALDH 变体的催化特性将通过各种生物学相关的醛底物进行测量。通过利用可用于果蝇的强大遗传工具,拟议的工作将为生物体适应其生态位的分子基础提供独特的见解。 此外,由于果蝇中的 ALDH 与人类具有大致相似的结构和功能,因此这些结果可能有助于阐明这种酶在人类健康和疾病中的作用。

项目成果

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