近日，北京林业大学林学院陆鹏飞课题组在期刊“International Journal of Molecular Science”（中科院二区，TOP期刊，影响因�?.208）在线发� “Key Residues Affecting Binding Affinity of Sirex noctilio Fabricius Odorant Binding Protein (SnocOBP9) to Aggregation Pheromone� (松树蜂Sirex noctilio Fabricius气味结合蛋白SnocOBP9的关键氨基酸残基影响其与聚集信息素结合能�?的研究论文，解析了SnocOBP9的功能及其分子机制，为松树蜂有效监测提供重要理论基础、�/span>

　　

　　松树�?nbsp;Sirex noctilio Fabricius, 1793，属膜翅� (Hymenoptera)，树蜂科(Siricidae)，树蜂属 (Sirex) ，又名云杉树蜂，辐射松树蜂，英文名European woodwasp或Sirex wasp，是国际上危害十分严重的林业入侵生物，也是目前全球范围内最为关注的林业有害生物之一（图1）。该虫原产于欧亚大陆和北非，国外主要危害松属Pinus，特别是辐射松P. radiata�?013年在我国黑龙江省大庆市杜尔伯特蒙古自治县首次发现�?014年，松树蜂被增列入《全国林业危险性有害生物名单》。因此，尽快提出我国松树蜂有效监测技术，准确及时监测，果断根除局地种群，避免进一步扩散蔓延，非常之重要、�/span>

� 1松树蜂雄蜂（左）和雌蜂（右）

　　昆虫信息素具有种特异性强、可灵活使用、不受背景气味干扰等特点，可克服松树蜂低密度种群的诱捕“盲区”，有利于树蜂监测。陆鹏飞课题组在利用昆虫信息素方面开展了持续攻关、�/span>

　　前期，基于固相微萃取技�?SPME)，质谱数据（GC-MS）、气相色�?触角电位联用（GC-EAD）活性物质筛选，明确鉴定出中国松树蜂种群雄蜂挥发物的主要成份为顺-3-癸烯醇，对雌、雄蜂均有吸引活性、�/span>

　　之后，课题组基于触角转录组，鉴定了松树蜂全部化学感受基因，其中包�?6种气味结合蛋�?Odorant Binding Proteins, OBPs) ，并发现SnocOBP9特殊蛋白�?）该蛋白与西方蜜蜂Apis mellifera性信息素结合蛋白AmelOBP1属于同源基因，AmelOBP1主要结合蜂后信息�?-keto-2(E)-decenoic acid (9-ODA)�?）其次，通过实时荧光定量（RT-qPCR）实验发现，SnocOBP9在触角中有着极高的表达，在其他组织中几乎没有表达，并且该气味结合蛋白在雌、雄两性间显示出弱的表达偏向性，表示SnocOBP9在树蜂的雌、雄两性中均起着重要作用，和早期工作�?3-癸烯醇对雌、雄蜂均有吸引活性一致。因此，推测松树蜂可能用SnocOBP9识别聚集信息素顺-3-癸烯醇（郭冰�?019；Guo et al., 2021）、�/span>

　　本次发表论文提供了更多的证据、�/span>

　　1）以西方蜜蜂A. mellifera ASP1蛋白为模板，成功进行SnocOBP9同源建模（图2（�/span>

�? SnocOBP9的蛋白建模与序列比对 (A) 模板Apis mellifera ASP1 (PDB ID: 3cdn_A) （左）和模型 SnocOBP9 (�?：�/span>

(B) SnocOBP9与模板Apis mellifera信息素结合蛋�?AmelASP1)的氨基酸序列比对�?CDN_A代表AmelASP1、�/span>

　　2）通过Western-Blot与SDS-PAGE验证了原核表达的结果分子量；LC-MS/MS结果验证了纯化后蛋白中含有大量的SnocOBP9；通过CD-Spectrum实验验证了SnocOBP9的二级结构占比（�?）、�/span>

�? SnocOBP9的Western-blot (A) 与SDS-PAGE (B)

　　3）通过与植物挥发物，共生菌挥发物以及昆虫信息素的荧光竞争实验确定了�?3-癸烯�?nbsp;(Z3D) 为SnocOBP9结合亲和力最强的化学配体（图4）、�/span>

�? 突变前SnocOBP9与多种化学物质的荧光竞争与突变后SnocOBP9与顺-3-癸烯醇的分子对接

　　4）为了解SnocOBP9与顺-3-癸烯醇的结合特性和稳定性，通过分子对接，分子动力学以及虚拟丙氨酸扫描确定了SnocOBP9的五个残�?nbsp;(MET54, PHE57, PHE71, PHE74, LEU116) 是与�?3-癸烯醇结合的关键氨基酸残基，并经单点突变与荧光竞争实验进行了验证�?个突变体SnocOBP9-MT (SnocOBP9-Mutant Type) 与顺-3-癸烯醇的结合效果显著下降。说明这五个氨基酸参与了疏水结合腔的形成，在与信息素�?3-癸烯醇的结合过程中起着重要的作用（�?）、�/span>

�? SnocOBP9的同源建模，疏水结合腔与聚类分析后与�?3-癸烯醇的结合模式

　　下一步，课题组计划通过分子实验结合计算机模拟，对于部分松树蜂的其他信息化学物质�?Z)-3-octen-ol, (Z)-3-dodecen-ol� (Z)-4-decen-ol等开展研究，研究它们与其他嗅觉蛋白的相互作用机制，通过分子模拟大范围、高通量、快速、高效筛选高活性配体，进一步筛选关键活性组份，优化树蜂诱芯、�/span>

　　北京林业大学林学院博士生郝恩华为论文第一作者，北京林业大学林学院陆鹏飞教授和中国医学科学院药用植物研究所乔海莉研究员为论文共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金项目�?1570643）的支持、�/span>

　　论文链接：https://www.mdpi.com/1422-0067/23/15/8456

作者：陆鹏飞丨审稿：黄华国