近日，海南大學生命健康學院病媒生物學教授韓謙團隊揭示多巴醛合成酶在昆蟲軟表皮形成中的關鍵作用、生理功能以及獨特的分子機制，破解了病媒蚊蟲超大吸血量的生物學謎題。相關研究在《自然—通訊》發(fā)表。
巴醛合成酶與多巴脫羧酶晶體結構及酶促反應的對比。課題組供圖
昆蟲表皮不僅能夠保護昆蟲免受機械損傷、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”，多巴醛合成酶可以通過催化左旋多巴生成多巴醛，驅動表皮交聯(lián)反應。但多巴醛合成酶的功能與結構特征一直是一個未解之謎。
研究團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射線晶體學等多種前沿技術，發(fā)現(xiàn)多巴醛通過調(diào)控表皮交聯(lián)反應直接影響雌蚊表皮柔韌性、繁殖能力及吸血量。此外，研究團隊通過分子動力學模擬進一步發(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，同時也為設計氧分子依賴性酶促反應生產(chǎn)高價值芳香化合物提供了新的思路。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-59723-0
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