小菜蛾2个生物胺受体的药理学性质研究

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在昆虫体内酪氨酸的代谢产物是章鱼胺(octopamine,OA)和酪胺(tyramine,TA),它们通过结合和激活特异性的章鱼胺受体(octopamine receptors,OARs)和酪胺受体(tyramine receptors,TARs)来调控细胞内Ca2+浓度和环腺苷酸(cAMP)浓度,从而影响昆虫的生理行为。因此,OARs和TARs可能成为有效的杀虫剂作用靶标。本研究以十字花科重要害虫小菜蛾Plutella xylostella为材料,用分子生物学等研究技术克隆了β2型章鱼胺受体(OA2B2)和1型酪胺受体(TAR1)基因,并对OA2B2和TAR1的药理学性质进行了研究。1.小菜蛾β2型章鱼胺受体的药理学性质研究本研究克隆得到了小菜蛾β2型章鱼胺受体(PxOA2B2)基因,通过直系同源蛋白序列比对、系统进化树分析和氨基酸序列分析,表明克隆受体属于OA2B2蛋白家族。OA和TA可以激活在HEK-293细胞中瞬时表达的PxOA2B2蛋白,并引起细胞内cAMP浓度增加。在激动剂和拮抗剂的测试研究发现,4种激动剂(萘甲唑啉、可乐啶、2-苯基乙胺和双甲脒)都可以激活在HEK-293细胞中瞬时表达的PxOA2B2蛋白,且测试的2种拮抗剂(酚妥拉明和米安色林)具有显著的拮抗作用,而育亨宾没有拮抗效果。qRT-PCR检测显示,Pxoa2b2基因在小菜蛾整个发育阶段中均有表达,雄性成虫中表达量最高;小菜蛾4龄幼虫不同组织中马氏管、表皮和头部表达量较高,中肠表达量最低。2.小菜蛾1型酪胺受体的药理学性质研究小菜蛾酪胺受体(PxTAR1)基因被成功克隆,经过同源序列比对和系统发育树分析,表明克隆受体属于1型酪胺受体(TAR1)家族。激动剂和拮抗剂的测试结果表明,10μM TA可以激活在HEK-293细胞中稳定表达的PxTAR1蛋白,引起细胞内Ca2+浓度([Ca2+]i)升高,并降低forskolin(10μM)刺激的细胞内cAMP浓度([cAMP]i,IC50为446 nM);OA可以弱化PxTAR1蛋白活性([cAMP]i,IC50=13.7μM),但在10μM浓度下不会影响细胞内Ca2+浓度。药理学分析显示DPMF(双甲脒的代谢产物)可以作为PxTAR1蛋白的激动剂,与内源性钙途径和cAMP途径相连;L(-)-香芹酮也可以作为PxTAR1受体的激动剂,强烈诱导Ca2+反应;育亨宾和米安色林对PxTAR1蛋白具有拮抗作用,其中10μM育亨宾可以完全抑制TA诱导的[cAMP]i。qRT-PCR检测显示,Pxtar1基因在小菜蛾雄性成虫中的表达量高于其它任何阶段;在幼虫和成虫中,头部表达量最高,而雄性生殖器官(MRO)的表达量高于雌性生殖器官(FRO)。本研究克隆得到了小菜蛾β2型章鱼胺受体(PxOA2B2)和1型酪胺受体(PxTAR1)基因,并对报道过的一些激动剂和拮抗剂进行了测试,为筛选出具有杀虫活性的化学分子提供了参考平台。此外,oa2b2和tar1基因的时空表达规律,为了解小菜蛾OA2B2和TAR1的生理功能提供一定依据。
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