昆虫学报

作者：彭露,秦玉冬,邹明民,董诗杰,刘莉莉,尤民生

单位：1. 福建农林大学, 闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室, 福州 350002; 2. 福建农林大学应用生态研究所, 福州 350002;3. 福建农林大学, 教育部害虫生态防控国际合作联合实验室, 福州 350002;4. 福建农林大学, 福建省昆虫生态重点实验室, 福州 350002

关键词：小菜蛾,保幼激素,烯虫酯耐性蛋白,原核表达,分子对接,生殖发育

【目的】昆虫烯虫酯耐性(methoprene-tolerant, Met)蛋白属于bHLH/PAS转录因子家族成员，其与该家族其他成员形成的复合物可介导保幼激素(JH)的信号传导。本研究旨在克隆并表达小菜蛾Plutella xylostella JH受体Met蛋白基因PxMet-1和PxMet-2，纯化其蛋白，分析PxMet-1与PxMet-2与JH的结合模式，为进一步探明PxMet蛋白的功能提供依据。【方法】基于NCBI数据库，克隆验证了小菜蛾PxMet-1和PxMet-2基因的cDNA序列;把这两个基因分别与pGEX-KG载体连接构建表达载体pGEX-KG-PxMet-1和pGEX-KG-PxMet-2，导入大肠杆菌Escherichia coli Rosetta (DE3)使其表达；分别使用HisTrapTM HP与 GSTTrapTM HP的5 mL柱对PxMet-1和PxMet-2融合蛋白进行纯化；利用分子对接预测软件分析PxMet-1和PxMet-2蛋白与JH的结合模式。【结果】克隆获得的小菜蛾PxMet-1(GenBank登录号:MK697672)和PxMet-2(GenBank登录号: MT996234)序列与已报道的序列基本一致，仅PxMet-2基因序列存在1个非同义突变，突变位点为第41位氨基酸，由甘氨酸(Gly)突变为丙氨酸(Ala)。PxMet-1与PxMet-2蛋白三维结构相似，均包含典型的螺旋-环-螺旋结构。体外原核表达获得具有His和GST双标签的可溶性PxMet融合蛋白，PxMet-1融合蛋白的最优表达条件为0.3 mmol/L的IPTG在16℃下诱导16 h，PxMet-2融合蛋白的为0.1 mmol/L的IPTG 在16℃下诱导16 h。PxMet-1和PxMet-2分别经150 mmol/L咪唑和20 mmol/L还原型谷胱甘肽洗脱获得高纯度的融合蛋白。SDS-PAGE和Western blot验证PxMet-1和PxMet-2融合蛋白，分别在89.2和106 kD位置获得条带，与推测大小一致。分子对接分析结果显示，PxMet-1和PxMet-2与JH存在相互作用位点，都是在PASB保守结构域，和赤拟谷盗Tribolium castaneum Met的JH结合位点相同。【结论】利用pGEX-KG原核表达系统能有效地在体外表达可溶性的PxMet-1和PxMet-2蛋白，PxMet-1和PxMet-2蛋白很可能是小菜蛾JH的分子受体。本研究为进一步解析PxMet蛋白的功能，深入阐明JH调控小菜蛾发育与生殖的分子机理奠定了基础。

来源：2020年第11期

《昆虫学报》期刊编辑部

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