昆虫脱皮ホルモン受容体の大量発現、およびリガンド-受容体結合様式の解明

昆虫蜕皮激素受体的大规模表达及配体-受体结合模式的阐明

基本信息

批准号：
02J01730
负责人：
水口智江可
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

N-tert-Butyl-N,N'-dibenzoylhydrazineとその誘導体は、昆虫の脱皮ホルモン(20-hydroxyecdysone)のアゴニストであり、昆虫に投与すると早熟脱皮を誘導して死に至らしめる。これら非ステロイド型脱皮ホルモンアゴニストの標的である脱皮ホルモン受容体は、EcR(ecdysone receptor)およびUSP(ultraspiracle)という二つのタンパク質のヘテロ二量体である。興味深いことに、多くの非ステロイド型脱皮ホルモンアゴニスト類縁体は鱗翅目昆虫に対して選択的に殺虫効果を発揮することが知られているが、その選択毒性の生じる機構は明らかではない。本年度は、鱗翅目昆虫ニカメイガおよび双翅目昆虫ショウジョウバエを供試昆虫として、in vitro転写/翻訳系による脱皮ホルモン受容体タンパク質(EcR/USP複合体)の合成を行った。さらにその受容体タンパク質を用いて種々の脱皮ホルモンアゴニストの受容体結合活性を測定し、以下のような成果を得た。(1)ニカメイガとショウジョウバエとの間で、種々の脱皮ホルモンアゴニストの受容体結合活性を比較した。ステロイド型の脱皮ホルモン類の結合活性に対する構造活性相関は両昆虫間でよく一致していたが、非ステロイド型脱皮ホルモンアゴニストに関しては、大きな違いが認められた.また,非ステロイド型脱皮ホルモンアゴニストのショウジョウバエに対する受容体結合活性はニカメイガに対する活性に比べるとかなり低かった。この結果より、非ステロイド型脱皮ホルモンアゴニストの鱗翅目昆虫に対する選択毒性は、受容体のレベルで生じていることが示唆された。(2)ニカメイガ、ショウジョウバエのEcR,USPを組み合わせたハイブリッド受容体を調製し、化合物の結合活性を測定した。その結果、非ステロイド型脱皮ホルモンアゴニストの受容体結合活性の大きさはEcRの構造に依存することが定量的に示された。すなわち、これらの化合物の結合部位はEcR/USP複合体のうちEcR内に存在し、結合部位との親和性が昆虫種間の選択毒性の原因となっていること、またヘテロ二量体を安定化させているUSPは選択毒性を生じさせる要因ではないことが示唆された。

N-叔丁基-N,N'-二苯甲酰肼及其衍生物是昆虫蜕皮激素（20-羟基蜕皮激素）的激动剂，当给予昆虫时，它们会诱导昆虫过早蜕皮并导致死亡。蜕皮激素受体是这些非甾体蜕皮激素激动剂的靶标，是两种蛋白质 EcR（蜕皮激素受体）和 USP（超气门）的异二聚体。有趣的是，已知许多非甾体蜕皮激素激动剂类似物对鳞翅目昆虫选择性发挥杀虫作用，但这种选择性毒性发生的机制尚不清楚。今年，我们使用鳞翅目昆虫、日本毛虫和双翅目昆虫、果蝇作为试验昆虫，利用体外转录/翻译系统合成了蜕皮激素受体蛋白（EcR/USP复合物）。此外，我们使用该受体蛋白测量了各种蜕皮激素激动剂的受体结合活性，并获得了以下结果。 (1)我们比较了日本螟蛾和果蝇之间各种蜕皮激素激动剂的受体结合活性。尽管两种昆虫之间甾体蜕皮激素结合活性的构效关系非常一致，但非甾体蜕皮激素激动剂的结合活性存在很大差异，果蝇的受体结合活性显着低于果蝇。日本鼠海豚蛾。这些结果表明非甾体蜕皮激素激动剂对鳞翅目昆虫的选择性毒性发生在受体水平。 (2)我们制备了结合日本螟和果蝇的EcR和USP的杂合受体，并测量了该化合物的结合活性。结果定量表明，非甾体蜕皮激素激动剂的受体结合活性取决于EcR的结构。换句话说，这些化合物的结合位点存在于EcR/USP复合物的EcR内，并且与结合位点的亲和力是造成昆虫物种间选择性毒性的原因，并且还表明可以稳定异源二聚体。 USP 与氧化有关，不是引起选择性毒性的因素。