近日，海南大學(xué)生命健康學(xué)院病媒生物學(xué)教授韓謙團(tuán)隊揭示多巴醛合成酶在昆蟲軟表皮形成中的關(guān)鍵作用、生理功能以及獨特的分子機(jī)制，破解了病媒蚊蟲超大吸血量的生物學(xué)謎題。相關(guān)研究在《自然—通訊》發(fā)表。
巴醛合成酶與多巴脫羧酶晶體結(jié)構(gòu)及酶促反應(yīng)的對比。課題組供圖
昆蟲表皮不僅能夠保護(hù)昆蟲免受機(jī)械損傷、病原體入侵，還能防止水分的過度流失，在昆蟲的運動、呼吸和感覺等生理過程中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。根據(jù)不同的生理需求，昆蟲表皮可分為硬表皮和軟表皮。作為調(diào)控昆蟲表皮硬化或柔化的“分子開關(guān)”，多巴醛合成酶可以通過催化左旋多巴生成多巴醛，驅(qū)動表皮交聯(lián)反應(yīng)。但多巴醛合成酶的功能與結(jié)構(gòu)特征一直是一個未解之謎。
研究團(tuán)隊以埃及伊蚊和黑腹果蠅為研究模型，綜合運用了基因敲低、固態(tài)核磁共振和X射線晶體學(xué)等多種前沿技術(shù)，發(fā)現(xiàn)多巴醛通過調(diào)控表皮交聯(lián)反應(yīng)直接影響雌蚊表皮柔韌性、繁殖能力及吸血量。此外，研究團(tuán)隊通過分子動力學(xué)模擬進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，多巴醛合成酶與利用相同底物的多巴脫羧酶在功能上存在明顯差異。
研究人員表示，該發(fā)現(xiàn)不僅為開發(fā)新型蚊蟲防控策略奠定了堅實的基礎(chǔ)，同時也為設(shè)計氧分子依賴性酶促反應(yīng)生產(chǎn)高價值芳香化合物提供了新的思路。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-59723-0
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