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每日科研進展 l 2022.06.11lAA15溶解性多糖單加氧酶是昆蟲蛻皮中幾丁質(zhì)角質(zhì)層轉(zhuǎn)化所需

2023-07-28 09:50 作者:RNA生物農(nóng)藥  | 我要投稿


AA15溶解性多糖單加氧酶是昆蟲蛻皮過程中幾丁質(zhì)角質(zhì)層高效轉(zhuǎn)化所必需

微生物裂解多糖單加氧酶(LPMOs)催化幾丁質(zhì)和纖維素等結(jié)晶多糖的氧化裂解。對于廣泛分布于昆蟲基因組中的大量LPMO樣蛋白的發(fā)現(xiàn)表明,它們可能協(xié)助參與發(fā)育過程中外骨骼、氣管和圍營養(yǎng)基質(zhì)中幾丁質(zhì)的降解。然而,昆蟲LPMO樣蛋白的生理功能尚不明確。

該研究選擇了兩個進化上較遠(yuǎn)的物種:赤擬谷盜和蝗蟲,對LPMO15亞群I樣蛋白(LPMO15-1s)的功能進行研究。

圖 1.LPMO15-1s基因的系統(tǒng)進化樹分析


圖 2.LPMO15-1s基因的時空表達分析

通過RNAi抑制赤擬谷盜TcLPMO15-1可導(dǎo)致所有發(fā)育階段的蛻皮停滯,而抑制蝗LmLPMO15-1只能阻止成蟲羽化。在這兩個物種中,抑制LPMO15-1都導(dǎo)致昆蟲無法蛻皮而死亡。


圖 3.在赤擬谷盜和蝗蟲中抑制LPMO15-1s基因的表達影響昆蟲蛻皮

透射電鏡分析顯示,RNAi抑制LPMO15-1,使得幾丁質(zhì)角質(zhì)層的周轉(zhuǎn)失敗,這是完成蛻皮的關(guān)鍵。

圖 4.在赤擬谷盜中抑制LPMO15-1s基因后幼蟲,蛹,成蟲表皮超微結(jié)構(gòu)分析


圖 5.在蝗蟲中抑制LPMO15-1s基因后成蟲角質(zhì)層的超微結(jié)構(gòu)

從亞洲玉米螟中純化的重組LPMO15-1樣蛋白(rOfLPMO15-1)具有氧化裂解活性和對幾丁質(zhì)的底物偏好性。

圖 6.rOfLPMO15-1的酶學(xué)性質(zhì)分析

這些結(jié)果揭示了來自遠(yuǎn)緣昆蟲物種的具有催化活性的LPMO15-1樣蛋白的生理重要性,并為蛻皮過程中表皮幾丁質(zhì)轉(zhuǎn)化的機制提供了新的見解。


原文鏈接:

https://doi.org/10.1038/s42003-022-03469-8


每日科研進展 l 2022.06.11lAA15溶解性多糖單加氧酶是昆蟲蛻皮中幾丁質(zhì)角質(zhì)層轉(zhuǎn)化所需的評論 (共 條)

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