影响果蝇多酚氧化酶铜螯合和活性的结构位点解析

批准号:
31172151
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
凌尔军
依托单位:
学科分类:
C0403.动物生理与行为
结题年份:
2015
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
高运臻、徐秋云、路岸瑞、杨兵、李旭全、彭琴
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中文摘要
昆虫多酚氧化酶(PPO)属于类型3含铜蛋白,对昆虫天生免疫有重要调控作用,并且影响昆虫的正常生长发育。PPO能够氧化降解有毒的酚类化合物,在环境保护中有重要的应用前景。前期研究表明果蝇三个PPO在体外重组表达具有不同的理化特征,三者对铜的反应能力不尽相同;重组表达的果蝇活性形式PO并不具有酶活性,类似的其它昆虫PPO即使在激活位点被切割后也不具有活性。这些方面的机理或原因不清楚。通过分析比较果蝇的三个PPO模建蛋白结构和烟草天蛾的PPO晶体结构,发现可能存在一些重要的氨基酸位点影响果蝇PPO和铜的螯合或影响活性口袋中place holder的有效移动而阻碍酶活性的表现。本申请项目将通过氨基酸突变、表达和活性的比较,来验证重要的氨基酸位点对铜螯合能力的影响、或阻碍place holder移动并进而干扰活性的表现,有助于深入认识昆虫PPO的结构和功能的关系,并为将来的环保应用提供理论依据。
英文摘要
昆虫多酚氧化酶对昆虫天生免疫有重要调控作用,昆虫的多酚氧化酶的研究已经延续一个多世纪,随着研究的不断深入,人们对于多酚氧化酶激活通路和调控的了解也日渐清晰,但是对于其深入功能研究停滞不前。随着昆虫多酚氧化酶的晶体结构的解析,使得我们得以深入研究多酚氧化酶蛋白结构和酶活性的关系,为认识其新的功能提供了新的思路。通过本项目的资助我们获得了具有活性的重组多酚氧化酶蛋白,利用这个体系,我们研究发现影响多酚氧化酶和铜的结合位点,及决定活性的重要氨基酸,而多酚氧化酶的两个二硫键不但可以提高酶的稳定性和活性,同时还有助于提高抗菌活性。在完成课题任务的基础上,我们进一步研究发现昆虫多酚氧化酶可以与荧光蛋白融合表达,具有酶活性和荧光特征,同时利用生化手段解析了在体外的独特激活方式。进一步的研究揭示昆虫的前后肠和蜕皮液存在多酚氧化酶,在后肠中多酚氧化酶通过对粪便黑化作用清除可能残存的病原菌,而蜕皮液中的多酚氧化酶对保护刚蜕皮的幼虫至关重要,表明昆虫多酚氧化酶具有新的尚未认识的功能。对昆虫多酚氧化酶相关研究受邀撰写综述,以超越免疫的视野去重新认识昆虫多酚氧化酶的功能。
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
DOI:10.1074/jbc.m114.599597
发表时间:2014-11
期刊:The Journal of Biological Chemistry
影响因子:--
作者:Jie Zhang;A. Lu;Lulu Kong;Qiaoli Zhang;E. Ling
通讯作者:Jie Zhang;A. Lu;Lulu Kong;Qiaoli Zhang;E. Ling
Drosophila melanogaster prophenoloxidases respond inconsistently to Cu2+ and have different activity in vitro
果蝇酚氧化酶原对 Cu2+ 的反应不一致,并且在体外具有不同的活性
DOI:10.1016/j.dci.2011.12.001
发表时间:2012-03-01
期刊:DEVELOPMENTAL AND COMPARATIVE IMMUNOLOGY
影响因子:2.9
作者:Liu, Fei;Chen, Yang;Ling, Erjun
通讯作者:Ling, Erjun
Hindgut Innate Immunity and Regulation of Fecal Microbiota through Melanization in Insects
昆虫后肠先天免疫和通过黑色化调节粪便微生物群
DOI:10.1074/jbc.m112.354548
发表时间:2012-04-20
期刊:JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
影响因子:4.8
作者:Shao, Qimiao;Yang, Bing;Ling, Erjun
通讯作者:Ling, Erjun
Specific amino acids affecting Drosophila melanogaster prophenoloxidase activity in vitro
影响果蝇酚氧化酶体外活性的特定氨基酸
DOI:10.1016/j.dci.2012.04.007
发表时间:2012-09-01
期刊:DEVELOPMENTAL AND COMPARATIVE IMMUNOLOGY
影响因子:2.9
作者:Chen, Yang;Liu, Fei;Ling, Erjun
通讯作者:Ling, Erjun
DOI:10.1371/journal.pone.0043769
发表时间:2012
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Xu Q;Lu A;Xiao G;Yang B;Zhang J;Li X;Guan J;Shao Q;Beerntsen BT;Zhang P;Wang C;Ling E
通讯作者:Ling E
白僵菌Sep家族蛋白介导的真菌与宿主互作研究
- 批准号:32372617
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50.00万元
- 批准年份:2023
- 负责人:凌尔军
- 依托单位:
白僵菌和昆虫宿主在表皮上的相互作用机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:凌尔军
- 依托单位:
白僵菌核糖体毒素蛋白Ribotoxin对昆虫天然免疫抑制机制研究
- 批准号:31872294
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:61.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:凌尔军
- 依托单位:
蜕皮液介导的昆虫体壁免疫机理研究
- 批准号:31672360
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:凌尔军
- 依托单位:
昆虫前肠生物学研究
- 批准号:31472043
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:86.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:凌尔军
- 依托单位:
家蚕经细菌诱导后血清不同黑化反应机制的研究
- 批准号:30970408
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:凌尔军
- 依托单位:
国内基金
海外基金
