休眠越冬に関連したコガタルリハムシの活動期特異的タンパク質の分子機構

甲虫滞育越冬相关活性相特异性蛋白的分子机制

基本信息

批准号：
04J54031
负责人：
藤田幸輔
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Iwate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

昆虫の成虫休眠越冬の分子機構を解析するためには、コガタルリハムシの生活環が適切な素材となっている。すなわち、コガタルリハムシは羽化後数日で潜土し、約10ヶ月間の成虫休眠越冬をおこなう。この休眠は遺伝的に確定した休眠であり、その期間内に夏の高温と冬の低温に耐える生存戦略を展開している。この休眠に関して、活動期特異的タンパク質(71kDa)の発現をノックアウトすることにより、休眠行動を制御できることから、休眠の導入と覚醒に活動期特異的タンパク質が重要な役割を果たしていることが示唆される。しかしながら、活動期特異的タンパク質が生体内においてどのような生理作用で休眠行動に関わっているのかは、残された大きな問題となっていた。そこで、このタンパク質の生体内における新規の機能を明らかにすることで、昆虫から休眠越冬の新しい理解を提案することを目的に研究を行なった。活動期特異的タンパク質はセルラーゼ様タンパク質であるものの、セルラーゼ活性は認められない。そこで新たにアミノ酸配列データを詳細に検討したところ、セルロースとは異なるβ1-4グルコシド結合に対する酵素機能が類推されたため、酵素活性の解析を行なったところ、活動期特異的タンパク質がキチナーゼ活性を持っていることが明らかになった。キチンは昆虫の表皮の主要な構成成分である。また、その体液中の存在量はホルモン濃度と連動しており、脱皮を始めとする昆虫の生活史に深く関わっている。そのため、キチン代謝は昆虫の生命維持において重要な位置にあると考えられる。現在、活動期特異的タンパク質の酵素活性の詳細な解析を進めている。

为了分析成年昆虫休眠越冬的分子机制，罪人甲虫的生命周期是一种合适的材料。换句话说，红甲虫出现后几天，越过成年人休眠了约10个月。这种休眠是遗传确定的休眠状态，并且正在制定一种生存策略，该策略可以承受夏季和冬季低温的高温。关于这种休眠状态，通过淘汰活性相特异性蛋白（71 kDa）来控制休眠行为的能力表明，活性相特异性蛋白在引入和觉醒的休眠中起重要作用。然而，在体内涉及休眠行为的活性相特异性蛋白的生理影响仍然是一个主要问题。因此，我们进行了研究，目的是阐明该蛋白质在体内的新功能，并提出对昆虫休眠冬季的新理解。尽管活性相特异性蛋白是纤维素酶样蛋白，但未观察到纤维素酶活性。因此，对氨基酸序列数据进行了详细的检查，并推断出与纤维素不同的β1-4糖苷结合的酶功能，并分析了酶活性，并揭示了活性相特异性的特异性蛋白具有几片酶活性。几丁质是昆虫表皮的主要组成部分。此外，体液中的丰度量与激素浓度有关，并深深地涉及昆虫的生活史，包括分s或其。因此，甲壳质代谢被认为是昆虫可持续性中的重要地位。我们目前正在对活动相特异性蛋白的酶活性进行详细分析。