近日，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院質(zhì)量安全所安全控制功能材料與智能化創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在SCI期刊Pest Management Science（一區(qū)，IF 4.85）上發(fā)表了基于分子對(duì)接、改造技術(shù)創(chuàng)制模擬Cry蛋白的新型殺蟲蛋白的最新研究。團(tuán)隊(duì)成員謝雅晶為論文第一作者，劉賢金研究員為論文通訊作者。
Cry毒素是蘇云金芽孢桿菌（Bt）在孢子形成過(guò)程中產(chǎn)生的殺蟲蛋白。隨著在轉(zhuǎn)基因抗蟲作物的廣泛種植與應(yīng)用，昆蟲抗性風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題也引起人們廣泛關(guān)注。開發(fā)新型高活性殺蟲蛋白（如與Cry毒素結(jié)構(gòu)不同的其他毒素）也是抗性治理策略之一。本研究在原有初步獲得模擬Cry1Ab抗獨(dú)特型抗體的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)該模擬物與小菜蛾中腸受體ALP的結(jié)構(gòu)模擬、分子對(duì)接，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行分子重組改造后，篩選出具小菜蛾中腸毒性的新型殺蟲蛋白iGEAb-dVL。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，iGEAb-dVL與Cry毒素結(jié)構(gòu)不同，不具有α螺旋穿孔結(jié)構(gòu)，與CAD等Cry毒素受體結(jié)合活性弱，但依然能與小菜蛾BBMV穩(wěn)定結(jié)合，導(dǎo)致中腸細(xì)胞損傷，昆蟲死亡。經(jīng)研究表明，iGEAb-dVL存在與Cry毒素穿孔模式不同的殺蟲作用機(jī)制。本研究構(gòu)建了蛋白質(zhì)分子互作的高活性篩選平臺(tái)，并以分子互作指導(dǎo)蛋白質(zhì)工程的改造設(shè)計(jì)，并成功獲得高活性的殺蟲蛋白，為開發(fā)新型安全殺蟲功能材料提供了重要技術(shù)路徑。。相關(guān)結(jié)構(gòu)材料與昆蟲特異性靶標(biāo)互作規(guī)律的總結(jié)，為后期自主研發(fā)下一代生物防治農(nóng)藥產(chǎn)品和關(guān)鍵抗蟲基因等提供重要指導(dǎo)。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目等項(xiàng)目資助。
文章鏈接：Docking‐based generation of antibodies mimicking Cry1A / 1B protein binding sites as potential insecticidal agents against diamondback moth （Plutella xylostella）， Pest Management Science, 2021. https://doi.org/10.1002/ps.6499
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