悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白CcilCSP1的结构及其结合寄主挥发物的预测分析

编号 zgly0001558544

文献类型 期刊论文

文献题名 悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白CcilCSP1的结构及其结合寄主挥发物的预测分析

作者 付宁宁  刘佳  渠成  王然  许奕华  罗晨  李峰奇 

作者单位 北京市农林科学院植物保护环境保护研究所 

母体文献 林业科学 

年卷期 2017年10期

年份 2017 

分类号 S763.7 

关键词 悬铃木方翅网蝽  化学感受蛋白  寄主植物挥发物  分子对接  分子动力学模拟 

文摘内容 【目的】分析悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白编码基因CcilCSP1的序列和表达特征,重点研究CcilCSP1结合二球悬铃木寄主植物挥发物的能力,旨在为CcilCSP1的功能研究提供理论参考,为通过化学感受蛋白反向模拟筛选悬铃木方翅网蝽的信息素物质提供依据。【方法】用分子克隆技术获得悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白CcilCSP1基因ORF的全长序列,用RT-qPCR研究该基因的表达模式,并通过生物信息学方法分析其序列特征。用Swiss-model构建CcilCSP1蛋白的三维结构,并通过AutoDock 4.2开展CcilCSP1蛋白与寄主植物9种挥发物成份的分子对接,用Amber 14对其中结合最为稳定的反式-β-石竹烯与CcilCSP1蛋白的复合物开展了10 000 ps的分子动力学模拟,并进一步通过Y型嗅觉仪测定反式-β-石竹烯对悬铃木方翅网蝽成虫的行为学影响。【结果】成功克隆到该虫的化学感受蛋白基因CcilCSP1,且该基因在成虫中显著高表达。序列分析表明,CcilCSP1具有CSPs家族的典型特征,该基因与绿盲蝽的AlucCSP1,AlucCSP3,AlucCSP8以及苜蓿盲蝽的AlinCSP1亲缘关系较近。同源建模和分子对接发现,在二球悬铃木9种植物挥发物中反式-β-石竹烯与CcilCSP1的结合能力最强(k_l=2.63μm,Binding Energy=-7.61),通过分析二者的结合特性,推测TYR-29、GLN-83、LEU-64、ASP-30可能是CcilCSP1蛋白结合反式-β-石竹烯所需的关键氨基酸位点。分子动力学模拟结果显示,CcilCSP1蛋白能够与反式-β-石竹烯稳定结合。进一步的行为学试验表明,0.1μg的反式-β-石竹烯对悬铃木方翅网蝽成虫有显著的驱避作用。【结论】本研究克隆到在成虫中显著高表达的悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白基因CcilCSP1。用分子对接和分子动力学模拟方法发现CcilCSP1能与二球悬铃木寄主挥发物成份反式-β-石竹烯稳定结合,并通过进一步的行为学试验进行证实。该研究可为悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白CcilCSP1的功能研究奠定基础,也为基于计算机反向筛选获得悬铃木方翅网蝽信息素物质研发提供依据。