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科學家揭示蜂類肽聚糖識別蛋白的特殊結構及其抗原識別機制

作者:   文章來源:   發表時間:2018-12-25    點擊量:

 

   近日,中國農業科學院蜜蜂研究所蜂種質資源與育種團隊研究發現,蜜蜂、熊蜂和切葉蜂肽聚糖識別蛋白PGRP-SA的分子結構及識別功能和雙翅目昆蟲果蠅完全不同,為深入研究蜂類昆蟲免疫應答機制及其疾病預防提供了新的理論基礎,對于傳粉昆蟲資源保護具有重要的意義。相關研究成果在線發表在《免疫學雜志(Journal of Immunology)》上。

 


  膜翅目昆蟲是一類最重要的傳粉昆蟲,在維持陸地生態系統平衡中發揮著十分重要的作用。基因組注釋結果表明,和雙翅目昆蟲(如果蠅、蚊子)相比,膜翅目昆蟲(如熊蜂、蜜蜂)具有更少的免疫相關基因,這些免疫相關基因包括肽聚糖識別蛋白PGRPs,分為短型(PGRP-S)和長型(PGRP-L),是昆蟲先天免疫系統重要的模式識別受體。果蠅PGRP-SA識別Lys型肽聚糖,進而激活Toll免疫途徑,調控抗菌肽的表達與釋放來抵抗病原微生物的感染。

  為了探究膜翅目昆蟲PGRP-SA的分子結構及其參與先天免疫的功能,本研究以高級社會性西方蜜蜂、初級社會性紅光熊蜂和獨居性苜蓿切葉蜂為對象,探明了蜂類昆蟲PGRP-SA蛋白獨特的肽聚糖識別機制。研究發現,和雙翅目果蠅PGRP-SA識別Lys型肽聚糖不同,膜翅目蜂類PGRP-SA對Dap型肽聚糖具有很高的親和力;復合體三維結構分析進一步證實了蜂類PGRP-SA以特有的錨定氨基酸識別Dap型肽聚糖,進而激活Toll免疫途徑,調控抗菌肽的表達與釋放來抵御病原微生物的感染。該研究結果表明,盡管膜翅目蜂類昆蟲保留了主要的免疫途徑,但其模式識別受體分子識別抗原的機制和雙翅目蠅類明顯不同,具有獨特的肽聚糖識別特征。

  該研究得到了中國農科院科技創新工程和國家自然科學基金項目的資助。

  原文鏈接:http://www.jimmunol.org/content/early/2018/11/30/jimmunol.1800439

 

 

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