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该文采用生物化学方法及分子生物学方法研究了飞蝗Locusta migratoria的气味分子结合蛋白(odarant-binding proteins,OBPs)和化学感受蛋白(chemosensory proteins,CSPs)的生化特性和基因的克隆及表达.利用荧光技术分析了飞蝗中这两类蛋白及沙漠蝗Schistocerca gregaria重组CSP(recCSPsg4)的结合特性,初步探讨了OBPs和CSPs的生理功能.主要结果如下:1.飞蝗中OBP:电泳分析发现飞蝗雌雄两性触角中特异性存在着一类蛋白,其N-端测序及克隆测序表明它属于气味分子结合蛋白.克隆测序获得飞蝗中的两条OBP序列(LmigOBP,GenBank登录号为AF542076),但二者间仅在第19位氨基酸不同,分子量为14.8kDa,等电点为4.7.氨基酸序列中的6个保守半胱氨酸间以二硫键相互连接.根据已知BombyxmoriPBP的结构,模拟得到飞蝗OBP的三维模型,主要由a-螺旋构成.构建LmigOBP的原核表达载体(pET-LmigOBP)并在大肠杆菌(E. coli)中表达.重组蛋白(recLmigOBP)表达量很高,主要以包涵体形式存在.二硫键被破坏后蛋白可溶性增大,经过离子交换和凝胶过滤,得到高纯度的recLmigOBP.无论天然蛋白还是重组蛋白,都以二聚体的形式存在.这是飞蝗乃至整个直翅目中首次关于OBP序列及相关特性的研究报道.2.飞蝗中CSP:对飞蝗触角cDNA文库进行筛选,克隆测序得到15条新的CSP序列(CSPlm,GenBank登录号为AY149648~AY149662),所得CSP新序列中都具有以二硫键顺次连接的4个保守的半胱氨酸.根据CSPs氨基酸序列间相似性将其分为两个亚类CSPlm-Ⅰ和CSPlm-Ⅱ,其分子量在12.2~12.9kDa间,等电点为5.1~6.2.构建其中一个CSP(CSPlm-Ⅱ-10)的表达载体(pET-CSPlm-Ⅱ-10)并在大肠杆菌中高效表达.经过凝胶过滤和离子交换,得到纯化的重组CSP(recCSPlm-Ⅱ-10).同时从飞蝗触角和翅中分离鉴定出6条CSP序列,用MALDI-MS技术测定的分子量与克隆测序所得15条蛋白序列的分子量相比较,二者之间相似性低.在飞蝗翅中含有高浓度的CSP,对其进行分离纯化.且发现在飞蝗翅中活体中与CSPs结合在一起的物质为油酸酰氨.3.OBP和CSPs在飞蝗过程中地时空表达:同时也监测了飞蝗LmigOBP,CSPlm-Ⅰ和CSPlm-Ⅱ分别在飞蝗的不同生物型(散居型和群居型)、体躯的不同部位、不同生长发育期(蝗蝻和成虫期)的表达.结果表明OBP仅特异地存在于触角中,而CSPs较为普遍的存在于蝗虫躯体不同部位,且不同的CSP亚类表达部位也有所不同.4.沙漠蝗中CSP的结合特性:根据荧光结合学说,测定recLmigOBP,recCSPlm-Ⅱ-10及recCSP-sg4与N-苯基萘胺(N-phenyl-1-naphthylamine,1-NPN)的结合特性,蛋白解离浓度分别为1.7μM,6.2μM和4.0μM.根据目前实验结果发现1-NPN为CSP及OBP最强的荧光结合配基.因此在竞争结合实验中,可用1-NPN作为荧光探针来衡量其它配基的竞争结合能力.结果表明2-戊基肉桂醛(2-amylcinnamaldehyde)为竞争结合能力最强的配基之一.