昆虫感受气味物质的分子机制研究进展

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1、农业生物技术学报JournalofAgriculturalBiotechnology2004,12(6):720~726·综述·昆虫感受气味物质的分子机制研究进展*王桂荣吴孔明**郭予元(中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室，北京100094)摘要：昆虫的嗅觉识别过程是非常复杂的，多种蛋白参与了这一过程，这些蛋白包括气味结合蛋白、气味降解酶以及气味受体等。综述了气味结合蛋白、气味降解酶、气味受体以及化学电信号的转化和传导等方面的最新研究进展。关键词：嗅觉系统；气味结合蛋白；气味降解酶；气味

2、受体；化学电信号传导ResearchAdvanceonMolecularMechanismofOdorsPerceptioninInsectsWANGGui-RongWUKong-Ming**GUOYu-Yuan(StateKeyLaboratoryofPlantDiseaseandInsectPests,InstituteofPlantProtection,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100094,China)Theolfactorybehavior

3、ofinsectsisverycomplicatedandinvolvesmanykindsofproteins,namely,odorant-bindingproteins,odorantdegradingenzymesandodorreceptorsetc..Somerecentadvancesonthemandchemo-electricalsignaltransductionarereviewed.olfactorysystem;odorant-bindingprotein;odorantdegradi

4、ngenzyme;odorreceptor;chemo-electricalsignaltransduction在长期的进化过程中，昆虫嗅觉系统已经成为在参与气味分子识别的蛋白或酶类中，气味结一个高度专一、极其灵敏的化学监测器。昆虫通过这合蛋白最为丰富，它位于触角感器的淋巴液中，直接种复杂的嗅觉系统鉴定和识别环境中的特异性化学与外界环境中成千上万的气味分子接触。气味结合气味分子，并将这些化学信号转化为电信号，从而启蛋白识别和结合外界气味分子是昆虫感受外界气味动了昆虫的专一行为反应，如寻找食物和配偶、搜寻分子的第

5、一步生化反应[9]。昆虫气味结合蛋白是一产卵及生殖场所、避免不利环境的伤害等[1~3]。探索类分子量小、高度水溶性的酸性蛋白，在许多昆虫中昆虫对外界气味分子的识别机制，不仅有利于阐明已经鉴定存。昆虫气味结合蛋白主要分为两类：性外昆虫行为反应的本质原因，而且为研究无脊椎和脊激素结合蛋白(PBP)和普通气味结合蛋白(GOBP)。椎动物的嗅觉行为提供了理想的模型。PBP存在于专一性识别性外激素的感受器中，而昆虫对外界气味分子的识别是一个非常复杂的GOBP存在于对普通气味分子发生反应的感受器过程，研究表明，位于昆虫触角

6、感器中的多种蛋白参中。在有些种类的昆虫中，已经发现了多种不同的与了这一过程，这些蛋白包括可溶性气味结合蛋白GOBP和一种或几种PBP。序列分析表明，所有的气[4]、气味降解酶[5,6]以及与神经膜紧密相连的气味受味结合蛋白中都具有6个保守的半胱氨酸，通过3体等[7,8]。本文综述了气味结合蛋白、气味降解酶、气个二硫桥相连在一起[10~12]。我们对昆虫(主要是鳞翅味受体以及化学电信号的转化和传导等方面的最新目)气味结合蛋白的生化特性、分子结构、分布及功研究进展。能等进行过综述[13]。近几年，这方面的研究从鳞翅

7、目和模式昆虫果蝇的研究扩展到了许多其它目的昆虫1气味结合蛋白*基金项目：国家自然科学基金重点项目(No.30330410)和国家重点基础研究发展规划(973)项目(No.G2000016208)资助。王桂荣:男,1972年出生,博士。E-mail:.**通讯作者。Authorforcorrespondence.E-mail:.收稿日期：2003-11-05接受日期：2004-02-22PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创

8、建www.fineprint.cn第6期王桂荣等:昆虫感受气味物质的分子机制研究进展721(如双翅目、膜翅目和竹节虫目等)，从触角感器中分在于触角毛形感器或锥形感器的淋巴液和感受器着离得到了一些新的气味结合蛋白或类似蛋白(又称生腔中，不存在于树突或感受器表皮壁中。在雄蛾触化学感应蛋白，chemoreceptionproteins)。角中，PBP主要存在于毛形感器中，不存在于锥形感[14