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昆虫糖基水解酶20家族β-N-乙酰己糖胺酶研究进展
昆虫糖基水解酶20家族β-N-乙酰己糖胺酶研究进展
作者:
刘田
屈明博
杨青
陈琦
陈磊
基本信息来源于合作网站,原文需代理用户跳转至来源网站获取
β-N-乙酰己糖胺酶
几丁质
糖基化修饰
晶体结构
农药靶标
摘要:
糖基水解酶20家族β-N-乙酰己糖胺酶是N-乙酰己糖胺代谢过程中一个重要的酶,其可将位于非还原端以β糖苷键连接的N-乙酰己糖胺从寡糖及糖复合物中水解下来。昆虫糖基水解酶20家族β-N-乙酰己糖胺酶参与昆虫多个生理过程,包括表皮几丁质水解、蛋白质N糖基化修饰、糖复合物水解及精卵识别,因此可能成为生态农药设计的潜在靶标,受到国内外学者的普遍关注。根据昆虫20家族β-N-乙酰己糖胺酶的进化关系和生理功能,可以将其分为4个亚家族,分别为Hex1、Hex2、Hex3和Hex4。Hex1主要在昆虫蜕皮时期的表皮中表达,RNA干扰该基因能够导致昆虫在发育过程中不能正常蜕皮而死亡。通过酶学性质研究发现,Hex1能够专一性水解以β1-4糖苷键连接的几丁质寡糖底物,而不能水解以其他形式连接的底物,是专一性的参与几丁质水解的β-N-乙酰己糖胺酶。目前获得的唯一一个昆虫β-N-乙酰己糖胺酶的晶体结构来自于亚洲玉米螟的OfHex1,其参与底物结合的“+1”位点存在一个特殊的三明治结构,使得 Hex1对几丁质寡糖具有高度的选择性和水解活性。Hex2在双翅目昆虫中并不存在,与人类的β-N-乙酰己糖胺酶具有高度的相似性,RNA干扰该基因的表达能够导致幼虫化蛹时异常,成虫翅、附肢、触角等异常。通过酶学性质研究表明,Hex2能够水解释放几丁质寡糖,糖复合物等底物中的β-N-乙酰己糖胺,具有广泛的底物谱。Hex2的功能可能与人类Hex酶的功能类似,参与糖复合物的水解。Hex3是目前研究较少的一类β-N-乙酰己糖胺酶,RNA干扰该基因的表达能够导致幼虫蜕皮过程异常。Hex3存在于昆虫蜕皮液中,与 Hex1存在相互作用,可能形成二聚体。通过酶学性质研究表明,Hex3能够水解几丁质寡糖底物,但活性较弱,说明其可能参与几丁质的水解。此外,Hex3、Hex1和 Hex4被发现存在于双翅目昆虫精子的表面,可能参与精卵识别过程。Hex4又被称为FDL,是因为该基因的缺失能够导致果蝇左右大脑发生融合(fused lobe)。它是另外一种具有严格底物选择性的β-N-乙酰己糖胺酶,能够专一性地水解糖复合物GnGn中α1-3分支上以β1-2糖苷键连接的GlcNAcβ1-2Man,通过细胞定位研究表明Hex4主要存在于高尔基体当中。以上表明Hex4的主要功能是参与细胞内的糖基化修饰过程。尽管目前对于昆虫β-N-乙酰己糖胺酶的研究取得了很大的进展。对 Hex1的功能、酶学性质和晶体结构研究得较为透彻,对于设计环境友好的杀虫剂具有较强的指导意义。但其他3种β-N-乙酰己糖胺酶在生理条件下如何发挥功能,以及4种β-N-乙酰己糖胺酶活性差异的结构基础并不是十分清楚。作者从进化关系、晶体结构、酶学性质和生理功能等方面对昆虫糖基水解酶20家族β-N-乙酰己糖胺酶的研究进展进行综述。
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β-葡萄糖苷酶
糖苷水解酶家族
三维结构
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克隆表达
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文献信息
篇名
昆虫糖基水解酶20家族β-N-乙酰己糖胺酶研究进展
来源期刊
中国农业科学
学科
关键词
β-N-乙酰己糖胺酶
几丁质
糖基化修饰
晶体结构
农药靶标
年,卷(期)
2014,(7)
所属期刊栏目
昆虫几丁质代谢与植物保护
研究方向
页码范围
1303-1312
页数
10页
分类号
字数
语种
中文
DOI
10.3864/j.issn.0578-1752.2014.07.007
五维指标
作者信息
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姓名
单位
发文数
被引次数
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G指数
1
杨青
大连理工大学生命科学与技术学院
29
142
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陈磊
大连理工大学生命科学与技术学院
13
84
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陈琦
大连理工大学生命科学与技术学院
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屈明博
大连理工大学生命科学与技术学院
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刘田
大连理工大学生命科学与技术学院
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二级引证文献(2)
研究主题发展历程
节点文献
β-N-乙酰己糖胺酶
几丁质
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农药靶标
研究起点
研究来源
研究分支
研究去脉
引文网络交叉学科
相关学者/机构
期刊影响力
中国农业科学
主办单位:
中国农业科学院
出版周期:
半月刊
ISSN:
0578-1752
CN:
11-1328/S
开本:
大16开
出版地:
北京中关村南大街12号
邮发代号:
2-138
创刊时间:
1960
语种:
chi
出版文献量(篇)
9193
总下载数(次)
12
总被引数(次)
254208
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