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钙调磷酸酶调控棉铃虫性信息素合成分子机制的研究
结题报告
批准号:
31472041
项目类别:
面上项目
资助金额:
86.0 万元
负责人:
安世恒
依托单位:
学科分类:
C0403.动物生理与行为
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
杜孟芳、焦睿、朱斌、刘孝明、孙成贤、燕赛英
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中文摘要
性信息素合成激活肽(Pheromone Biosynthesis Activating Neuropeptide,PBAN)调控性信息素的合成和释放。PBAN以Ca2+为第二信使进行信号转导,Ca2+与钙调蛋白(Calmodulin, CaM)联合作用激活钙调磷酸酶(Calcineurin,CaN),CaN通过去磷酸化作用激活下游靶蛋白进而调控性信息素的合成。目前对PBAN信号转导的中枢环节Ca2+/CaM / CaN信号通路,特别是CaN的作用机制的研究还未见报道。本项目以重要农业害虫棉铃虫为材料,拟采用RNAi、免疫沉淀、酶抑制剂分析、GC/MS等生化和分子生物学手段,就CaN的分子特性、对性信息素合成的影响及其调控的下游靶标分子进行深入研究。该研究不仅对阐明性信息素合成的分子机制、理解昆虫的生长发育具有重要的科学意义,而且还可为发现害虫防治新靶标,开辟害虫调控新领域提供科学依据。
英文摘要
Pheromone biosynthesis activating neuropeptide(PBAN) regulates the synthesis and release of insect sex pheromone by binding to its receptor and activating Ca2+ as the secondary messenger. Ca2+ interacts with Ca2+ binding protein calmodulin (CaM) and activates a calcium-dependent serine-threonine phosphatase calcineurin(CaN) which inturn regulates a set of uncharacterized target proteins leading to the sex pheromone synthesis.However the role of Ca2+/CaM/CaN signal pathway,especially the function of CaN, in PBAN mediated sex pheromone synthesis, still remains unelusidated.In this proposed study, the roles of CaN in sex pheromone synthesis, especially CaN-regulated genes and proteins will be studied using RNAi,immunoprecipitation,inhibitor analysis and GC/MS methods in Helicoverpa armigera. The outcome ofthis study will provide a foundation for deciphering the molecular mechanism of sex pheromone synthesis,understanding the growth and development, and controling insect pests.
性信息素是昆虫释放到体外用来吸引异性、有效快捷地寻找配偶、实现种群繁衍的关键因子之一。性信息素的合成和释放主要靠一类神经肽—性信息素合成激活肽(Pheromone Biosynthesis Activating Neuropeptide,PBAN)来精细调控。目前对PBAN信号转导的中枢环节Ca2+/钙调素/钙调磷酸酶(Calcineurin,CaN)信号通路,特别是CaN的作用机制的研究还未见报道。本项目以棉铃虫为研究模式,研究了CaN在性信息素生物合成中的作用。主要结果如下:1)CaN催化亚基A在性信息素腺体表达量具有时间依赖性,与雌蛾性信息素释放高峰相一致。利用酶抑制剂抑制CaN的活性导致性信息素生物合成量显著下降,进一步利用RNAi的方法降低CaNA表达水平也导致性信息素生物合成量显著下降。说明CaN在雌蛾性信息素释放过程中起着重要作用。2)利用磷酸化蛋白质组学鉴定了钙调磷酸酶调控的下游信号网络。蛋白蛋白互做网络分析揭示:钙调磷酸酶调控了脂肪酸合成过程及cAMP 信号过程。利用免疫共沉淀的方法鉴定了CaN与乙酰辅酶A羧化酶(Acetyl-CoA carboxylase, ACC)的互做,结果发现钙调磷酸酶能够与ACC互做。进一步的研究证实:PBAN通过CaN的去磷酸化作用调控了ACC的活性(调控的活性位点是ser92)进而调控了性信息素的生物合成。3)抑制剂及RNAi实验证实PKA信号参与了性信息素的生物合成;磷酸化蛋白质组学鉴定了PKA调控了一系列磷酸化蛋白。蛋白互作揭示AMPK能够与ACC互作。进一步实验证实cAMP/PKA信号通过抑制AMPK的活性从而保证了CaN对ACC的活性,确保性信息素合成的正常进行。该研究阐明了以棉铃虫为模式的蛾类性信息素是如何合成和释放的。对阐明性信息素生物合成的分子机制、理解昆虫的生长发育具有重要的科学意义。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Transcriptome analysis of Helicoverpa armigera male hairpencils: Alcohol biosynthesis and requirement for mating success
雄性毛笔棉铃虫的转录组分析:酒精生物合成和交配成功的要求
DOI:10.1016/j.ibmb.2017.07.001
发表时间:2017-08-01
期刊:INSECT BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY
影响因子:3.8
作者:Du, Mengfang;Zhao, Wenhui;An, Shiheng
通讯作者:An, Shiheng
Calcineurin is required for male sex pheromone biosynthesis and female acceptance
男性性信息素生物合成和女性接受需要钙调神经磷酸酶
DOI:10.1111/imb.12379
发表时间:2018-06
期刊:Insect Molecular Biology
影响因子:2.6
作者:Zhao Wenhui;Li Lihong;Zhang Yaling;Liu Xiaoguang;Wei Jizhen;Xie Yaxiong;Du Mengfang;An Shiheng
通讯作者:An Shiheng
DOI:10.1002/arch.21505
发表时间:2018
期刊:Archives of Insect Biochemistry and Physiology
影响因子:2.2
作者:Zhang Yunhui;Ma Nana;Yin Letong;Wei Jizhen;Xi Yuqiang;Zhao Xincheng;Du Mengfang;An Shiheng
通讯作者:An Shiheng
Calcineurin-mediated Dephosphorylation of Acetyl-coA Carboxylase is Required for Pheromone Biosynthesis Activating Neuropeptide (PBAN)-induced Sex Pheromone Biosynthesis in Helicoverpa armigera
棉铃虫信息素生物合成激活神经肽 (PBAN) 诱导的性信息素生物合成需要钙调神经磷酸酶介导的乙酰辅酶 A 羧化酶去磷酸化
DOI:10.1074/mcp.ra117.000065
发表时间:2017-12-01
期刊:MOLECULAR & CELLULAR PROTEOMICS
影响因子:7
作者:Du, Mengfang;Liu, Xiaoguang;An, Shiheng
通讯作者:An, Shiheng
CaN/NFAT信号终止棉铃虫性信息素生物合成的分子机制解析
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    安世恒
  • 依托单位:
MAPK/ERK信号通路参与PBAN调控家蚕性信息素生物合成分子机制的解析
  • 批准号:
    31970472
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    安世恒
  • 依托单位:
PBAN调控棉铃虫糖转运蛋白参与性信息素合成的分子机制解析
  • 批准号:
    31772536
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    安世恒
  • 依托单位:
鞣化激素对棉铃虫幼虫脂肪体基因表达调控机理及其生理功能
  • 批准号:
    31172156
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    安世恒
  • 依托单位:
国内基金
海外基金