昆虫嗅觉结合蛋白研究进展

吴 帆, 张 莉, 邱一蕾, 李红亮

(中国计量大学生命科学学院, 浙江省生物计量及检疫检验重点实验室, 杭州 310018)

在自然界中，昆虫是地球上种类最多、分布最广的动物类群，与人类关系非常密切。据报道，已命名昆虫超过100万种，占节肢动物门80%以上，超过其他动物物种的总和(Zhang, 2013)。昆虫之所以能够在复杂的自然环境中脱颖而出，这与其精密复杂的嗅觉系统密不可分(Leal, 2013)。昆虫嗅觉系统包括中枢嗅觉系统和外周嗅觉系统两部分(Ong and Stopfer, 2012)，识别过程有4步：第1步，环境中气味或信息素分子通过扩散进入昆虫(触角、足等)体表特化的感受器中；第2步，在感受器嗅觉结合蛋白的协助下，穿过血淋巴传递至外周神经树突细胞膜上的嗅觉受体(Bentonetal., 2007)；第3步，信号分子与嗅觉受体发生作用，化学信号转化为电信号并激发树突神经兴奋；第4步，树突神经电信号经树突嗅神经叶处理传递到中枢神经，做出相应的行为和生理反应(Zhou, 2010; Leal, 2013)。

作为嗅觉系统的第一个参与者，嗅觉结合蛋白发挥着重要的作用(Pelosietal., 2014a)。嗅觉结合蛋白主要包括3类：气味结合蛋白(odorant-binding proteins, OBPs)、化学感受蛋白(chemosensory proteins, CSPs)和尼曼-匹克C2型蛋白(Niemann-Pick type C2 proteins, NPC2) (Leal, 2013; Pelosietal., 2014a; Zhuetal., 2018)。第一个嗅觉结合蛋白于1981年在多音天蚕蛾Antheraeapolyphemus触角中鉴定，之后研究者在多种昆虫中都有发现(Vogt and Riddiford, 1981)。本文之前，一些研究者曾对嗅觉结合蛋白作过综述(娄永根和程家安, 2001; 王桂荣等, 2002; 万新龙和杜永均, 2015)。但随着各种组学及生物信息学等技术的广泛应用，嗅觉结合蛋白的研究发展尤为迅速，又积累了丰富的知识。截至到目前，在……