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Contribution of odorant binding proteins to olfactory detection of (Z)-11-hexadecenal in Helicoverpa armigera
Hao Guo, Ping-Ping Guo, Ya-Lan Sun, Ling-Qiao Huang, Chen-Zhu Wang
bioRxiv 2020.06.10.145235; doi: https://doi.org/10.1101/2020.06.10.145235
This article is a preprint and has not been certified by peer review.
概要
PBPが末梢嗅覚の感度に貢献しているが、選択性に影響を与えないと考えられていたが、PBP変異体でのPR感受性の低下が報告されており、PBPの存在はPRの感度と選択性の両方を高める(PBPとPRの組み合わせに依存する)効果が示唆される。反面、一般的なニオイ結合タンパク質（GOBP）がフェロモンとの結合に好都合であることも示されており、これはGOBPのフェロモン検出への貢献を示唆するものになっている。免疫染色でのHarmPBPとHarmGOBPの局在追跡(感覚毛トリコデアと感覚ベーシニカの支持細胞)されている。H.armigeraのどのPBPまたはGOBPがZ11-16：Aldの検出に関与しているか、およびそれらの存在がZ11-16：Ald検出の特異性に影響を与えるかどうかはまだ不明。
GAL4-UAS（Brand and Perrimon、1993）とLexA-LexAOP（Lai and Lee、2006）の2つの非干渉バイナリー式ツールを使用して、ショウジョウバエT1センシルムリンパ(OBP)とHarmOR13(OR)をショウジョウバエOR67d ORNで異種発現させ、機能的相互作用を検証した。
その結果、PBP介在時、リガンドに対するORの感度が大幅に向上するも、PBPの存在はORのチューニング幅を変更する効果はなかった。ショウジョウバエOR67dが同様のコーディングメカニズムを使用してフェロモンを検出しており、異なる昆虫種にわたり、保存された分子原理を利用してフェロモンリガンドを認識する可能性を示唆するものと考えている。
Memo
Cryo-EMで見ているORではなくOBPが主題。MDでの検討は入っていない。
Cryo-EMでの構造開始でMDでの検討は注目をされているところ。OBP(PBP)を含めたドッキングシュミレーションは検討をしもよいと思われるが、仮説の期待通りの結果を示すことは難易度の高いことかも。
用語の説明
- Helicoverpa armigera；オオタバコガ。蛾の一種であり、その幼虫は多くの重要な栽培作物を含む幅広い植物を食べます。綿の主要な害虫であり、最も多食性で国際的な害虫種の1つです。主要な性フェロモン成分として（Z）-11-hexadecenal（Z11-16：Ald）を利用しています（Wang et al.、2005）。
- 昆虫OR；狭く調整されたORの2つのサブユニットと高度に保存されたニオイ受容体co受容体（ORco）の2つのサブユニットで構成されるヘテロ四量体として構造解明されました（Butterwick et al.、2018）。
- OBP；形態学的に異なる感覚器の嗅覚受容体ニューロン（ORN）を浴びている細胞外感覚上皮リンパに高濃度（最大10 mM）で存在する、10-14 kDaの低分子量の可溶性タンパク質のグループ。OBPの機能は決着していないが有力な仮説は、OBPが感覚器液相で匂い物質に結合し、ORNの膜上のORに運ぶ機能である。
- フェロモン結合タンパク質（PBP）；OBPのサブファミリー。PBPの結合親和性が種固有のフェロモンに調整されていることが示唆されている。
- 一般的なニオイ結合タンパク質（GOBP）；PBP以外のOBP。
- 免疫組織化学染色 (IHC)は、構造が保持されている組織サンプルでタンパク質の発現を解析する、抗体ベースの技法です。IHCは、生体サンプル中の標的抗原を可視化するために、医療研究、臨床現場の両方で広く利用されています。この技法は、抗体がエピトープを特異的に認識することに依存しています。Ref
- UAS/Gal4システム；酵母の転写因子Gal4とGal4のターゲットであるUAS（Upstream Activating Sequence）を用いて，UASに連結した目的とする遺伝子の異所的な発現を誘導する系（Brand and Perrimon、1993、Ref）
- LexA-LexAOPシステム；lexAop DNA配列は、大腸菌のlexA遺伝子（ECOGENE：EG10533）のDNA結合ドメインによって特異的に結合されます。 この特性を利用して、目的の遺伝子の空間的および時間的発現を制御するバイナリ発現システムを形成できます。導入遺伝子または改変された内因性遺伝子座の形成のためには、目的のターゲット遺伝子がlexAopシーケンスの下流に存在するような、lexA DNA結合ドメインと転写活性化シーケンス（FBrf0191281）をもつ、「ドライバー」をコードする導入遺伝子または改変された内因性遺伝子座を設計します。（Lai and Lee、2006、Ref）
- HarmOR13；性フェロモン成分（Z）-11-hexadecenal（Z11-16：Ald）に応答するフェロモン受容体（PR）である。