家蠶Corazonin受體信號轉導及生理過程調控的分子機制研究

《家蠶Corazonin受體信號轉導及生理過程調控的分子機制研究》是依託浙江大學，由時連根擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：家蠶Corazonin受體信號轉導及生理過程調控的分子機制研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：時連根
• 項目類別：面上項目

項目摘要

調控昆蟲物質生理代謝的Corazonin（Crz），其作用是通過Crz受體（CrzR）來介導的，研究CrzR對於解明Crz作用機制是必要的。本項目在我們克隆了家蠶CrzR基因、了解了CrzR與G蛋白的偶聯關係、建立了CrzR穩定表達系統及受體配體結合活性和功能活性檢測方法等的研究基礎上，通過家蠶CrzR信號轉導通路及其分子機制，CrzR內吞和胞內轉運機制，CrzR結構與功能的構效機制，CrzR在不同品種、不同組織和不同發育時期蠶幼蟲、蛹體中表達及與蠶生長發育、繁殖、吐絲結繭的相互關係等研究，探明家蠶CrzR信號轉導及家蠶生理過程調控的分子機制。這一基礎問題突破，有助於在本質上認識和了解家蠶生長發育、繁殖、吐絲結繭中的物質能量代謝及其調控機制；可為進一步利用Crz/CrzR系統調節家蠶生理機能，進行傳統養蠶業技術提升等，提供很好的理論基礎；可為推進我國昆蟲G蛋白偶聯受體領域研究進展作出貢獻。

結題摘要

家蠶的物質生理代謝等受到Corazonin（Crz）等神經肽的調控，而Crz作用是通過Corazonin受體（CrzR）來介導的，研究CrzR對於解明Crz作用機制是必要的，但國內外對家蠶CrzR的研究一直滯後。本項目通過家蠶CrzR的信號轉導、構效、生理過程調控等系列研究，克隆出了家蠶CrzR基因並查明了其定位表達特性；家蠶CrzR通過與Gαq和Gαs蛋白偶聯來激發細胞Ca++釋放和cAMP水平提高，同時引起ERK1/2磷酸化水平增加，從而將胞外信號跨膜傳遞到胞內，這一信號轉導過程在PKA/胞外Ca++/PKC/MEK的參與下完成；家蠶CrzR在Crz刺激下快速內吞，呈現明顯的時間和濃度依賴性，其內吞需要招募協助蛋白β-arrestin1/2到細胞膜上並受到PKA、胞外Ca++和PKC的調控，內吞後大部分通過進入早期內含體中循環再回到細胞膜上；Crz的11個胺基酸是實現其活性所必不可少的，其中[Arg7]Crz對於家蠶CrzR有著更高的生物活性；在家蠶CrzR△408-422結構域中，包含著其內吞必需位點或功能區，其中411（Thr）、412（Ser）和413（Ser）絲氨酸/蘇氨酸簇是其內吞的關鍵位點；家蠶CrzR基因在蠶幼蟲不同組織中的表達水平存在明顯差異，在絲腺和中腸中的表達水平分別為最高和最低；給5齡蠶體外注射Crz，引起蠶體重、全繭量、繭層量的明顯降低，給5齡蠶體外注射CrzRsiRNA以干擾CrzR表達，引起蠶體重、桑葉食下量、全繭量的明顯增加，顯示家蠶Crz/CrzR參與了家蠶生長和蠶繭產質量等經濟性狀的調控；從家蠶脂肪體中克隆到了Kurtz基因，其開放閱讀框長1236 bp，編碼的Kurtz蛋白與哺乳動物Arrestins蛋白（β-arrestin1/2）的胺基酸序列具有很高的相似性，家蠶CrzR內吞需要招募kurtz蛋白到細胞膜上，kurtz蛋白作為內吞的主要調控因子在家蠶CrzR等GPCR信號通路中發揮著非常重要的作用，這一新發現為研究家蠶物質生理代謝及其調控機制開闢了新領域。項目研究成果的取得，對於在本質上認識和了解家蠶Crz作用機制以及CrzR在家蠶生長發育、吐絲結繭等中的物質生理代謝及其調控機制等具有重要的科學意義，同時對於推進傳統養蠶業的技術提升、提高經濟效益等也將產生積極的作用。