击倒抗性和钠离子通道

综述了击倒抗性与钠离子通道关系的研究进展。毒理学和电生理学的研究表明 ,在许多拟除虫菊酯类杀虫剂抗性昆虫中存在击倒抗性。分子遗传学研究进一步发现 ,击倒抗性与钠离子通道位点连锁。最近的研究表明 ,昆虫神经系统对拟除虫菊酯类杀虫剂敏感性下降的击倒抗性机制是钠离子通道结构基因突变。但仍有一些问题 ,如突变的保守性和分布 ,需要进一步研究、阐明。

昆虫钠通道的研究及其应用

电压门控钠通道对可兴奋细胞动作电位的产生和传递是必需的,也是许多天然神经毒素和昆虫杀虫剂的靶标。随着许多昆虫的钠通道基因被成功的克隆和体外的成功表达,对昆虫钠通道的分子结构和药理特性有了进一步的认识,为杀虫剂的筛选和利用奠定了理论基础。着重介绍昆虫钠通道结构特征和作为杀虫剂靶标的作用机制。

蝎β型昆虫毒素的结构及其与钠通道作用机制

蝎毒素是蝎为防卫的需要而产生的一系列活性短肽.其中蝎昆虫特异性毒素可特异性结合并调控昆虫可兴奋细胞膜上的钠离子通道,是研究离子通道结构与功能的首选探针,并在转基因抗虫植物及生物杀虫剂研究方面具有潜在的应用价值.本文对蝎β型昆虫毒素的结构与功能及其对钠离子通道的作用方式和β毒素的电压传感器捕获(voltage sensor-trapping)模型做一综述,为进一步揭示蝎β毒素的结构与功能的关系和在农作物抗虫领域的应用提供依据.

拟果蝇钠离子通道基因克隆及其生物信息学分析

本文采用RT-PCR技术克隆获得了拟果蝇Drosophila simulans电压门控钠离子通道基因序列,明确其典型特征,分析了进化关系,为拟果蝇抗性分子机理研究奠定基础。克隆得到拟果蝇钠离子通道开放阅读框(GenBank登录号为MT113357),长为6270 bp,编码2090个氨基酸。通过生物信息学分析,发现拟果蝇与黑腹果蝇Drosophila melanogaster钠离子通道基因相似度高达96.86%,与家蝇Musca domestica钠离子通道基因相似度达88.75%,在进化起源上与双翅目果蝇属昆虫有极高的相似度。所克隆出的序列符合昆虫钠离子通道的基本特征,具有DEKA模块和疏水性失活闸门MFM。获得三个选择性剪接(i、a、b)和17个RNA编辑。本文成功克隆拟果蝇钠离子通道基因,对拟果蝇钠离子通道基因进行分析,为研究其抗性机理奠定基础,为农业生产新型药剂的开发提供了新思路。

昆虫钠离子通道的研究进展

昆虫只有一个或两个电压门控钠离子通道α亚基基因,但两种转录后修饰(选择性剪切和RNA编辑)实现了昆虫钠离子通道的功能多样性。昆虫β辅助亚基TipE和TEH1-4在钠离子通道表达和调控中也起着重要作用。电压门控钠离子通道在动作电位的产生和传递中至关重要,是多种天然和人工合成神经毒素及杀虫剂的作用靶标,包括广泛使用的拟除虫菊酯类、茚虫威和氰氟虫腙等杀虫剂。其中,拟除虫菊酯类杀虫剂通过调控昆虫钠离子通道的失活和去激活,延长跨膜钠离子流的时间,引起神经兴奋性传导障碍;茚虫威和氰氟虫腙阻断昆虫中枢和外周神经系统神经元的动作电位传导,这些神经毒剂都能干扰昆虫钠离子通道的正常功能。昆虫钠离子通道一般存在两个拟除虫菊酯类杀虫剂结合位点,但不同物种钠离子通道与拟除虫菊酯的结合位点存在一定差异。据此,本文就昆虫钠离子通道及其与杀虫剂的相互作用加以综述,有望推动昆虫神经受体研究,且对鉴定昆虫抗药性相关突变位点和研发高效的杀虫剂均具有重要参考价值。

抗昆虫蝎毒素多肽的重组表达研究

蝎毒素是蝎子自我防御和捕食的有力工具,属于活性短肽。抗昆虫蝎毒素多肽作用于昆虫细胞膜离子通道,调控通道动力学特性,是潜在的生物杀虫剂,具很高的研究价值。序列比对分析发现,抗昆虫蝎毒素多肽有高保守性,序列同源性达67%,其中有4个保守的半胱氨酸残基,这可能与其抗昆虫作用的结构有关。但天然蝎毒素蛋白获取较困难,致使抗昆虫毒素多肽的结构与功能研究受限,因此,利用基因重组技术获得高纯度高活性重组蝎毒素是有效途径之一。本文综述了抗昆虫蝎毒素多肽外源重组表达的研究现状,旨在更深入全面理解其结构及抗昆虫机理等,以助推后续相关研究。

一种源自北非蝎的抗昆虫毒素Am IT的结构与功能鉴定(英文)

本研究主要分离和鉴定了一种源自北非蝎被称为Am IT的新毒素。详细分析了Am IT对昆虫神经索钠电流的调节效应。Am IT经凝胶过滤纯化后通过C18反相高效液相色谱法纯化。采用雄性德国蟑螂(德国小蠊)的幼虫和C57/BL6小鼠进行Am IT体内毒性分析。Am IT与两种β毒素的竞争实验则采用125I修饰的毒素通过与大鼠脑突触体膜的放射免疫法测定。Am IT的氨基酸序列通过Edman降解法测定。在结合实验中,Am IT被观察到与另一种源自北非蝎的毒素AaH IT4存在竞争效应。而且它可以被β型毒素的抗体识别,由此说明它与β型毒素(或相关毒素家族)的结构相似。新毒素显示了双重的活性,它既能与抗哺乳动物毒素在结合实验中竞争,又能促使昆虫躯体产生收缩反应。该毒素能够竞争携带放射标记的β毒素Css IV与大鼠突触体膜钠通道的结合。通过氨基酸序列分析,Am IT显示出与AaH IT4有92%的同源性。以上结果说明,Am IT不但显示了隶属于旧大陆的抗昆虫毒素的性质,表现为结合于昆虫的钠通道;而且它与隶属于新大陆的抗哺乳动物毒素类似,表现为对小鼠的毒性。因此,Am IT与AaH IT4在结构与功能上是极为类似的。