PHYSIOLOGY OF INSECT AMINO ACID TRANSPORT
昆虫氨基酸运输的生理学
基本信息
- 批准号:2065620
- 负责人:
- 金额:$ 21.04万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:1990
- 资助国家:美国
- 起止时间:1990-12-01 至 1998-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The LONG TERM OBJECTIVE is to compare the primary structure and
functional characteristics of amino acid/alkali metal ion symporter
proteins from alkaline midguts of Manduca sexta and Aedes aegypti, to
analyses the symporters's roles in chemiosmotically coupled amino acid
uptake and to exploit this unusual symport to develop new,
environmentally safe mosquitocides. The HYPOTHESIS is that the high
alkalinity of caterpillar and mosquito larval midgut is continuously
generated by a novel V-ATPase that uses ATP to energize the apical cell
membrane by imposing a transmembrane proton electrochemical gradient,
delta/mu/H+, lumen positive. The delta/mu/H+ is transformed by a K+/nH+
antiporter to a K+ electrochemical gradient, delta/mu/K+, raising the
carbonate-rich lumen pH to >10.5. delta/mu/K+, expressed mainly as
delta/psi, chemiosmotically drives amino acid (AA) uptake by alkali
adapted AA/K+ symporters (see sketch below).
AIM 1 is to characterize glycine/K+ and proline/K+ symporters by rapid
filtration studies in brush border membrane vesicles. AIM 2 is to
sequence M. sexta symporter cDNA clones, screened by injection of
transcribed, sized mRNA fractions from feeding larvae into Xenopus
oocytes. AIM 3 is to isolate and sequence symporter cDNA clones from M.
sexta and Ae. aegypti midgut cDNA libraries by hybridization with xenic
cDNAs encoding known amino acid symporters from vertebrate kidney, brain
and other tissues. AIM 4 is to reconstitute purified, recombinant
symporters into functional liposomes and characterize them in terms of
ionic specificities, kinetic parameters and substrate selectivity, using
rapid filtration and fluorescence quenching measurements of amino acid
uptake. AIM 5 is to localize amino acid/K+ symporters in midguts from
M. sexta and Ae. aegypti by immunocytochemistry and in situ
hybridization.
SCIENTIFIC MERIT: The use of ATP hydrolysis, chemiosmotically coupled by
delta/mu/H+ and delta/mu/K+, to drive amino acid uptake is the first
example of such coupling in animal cell plasma membranes. HEALTH
RELEVANCE: If larval Ae. aegypti midguts are also energized
chemiosmotically by transapical membrane delta/mu/H+ transformed to
delta/mu/K+, and if unusual AA/K+ symporters have evolved in the
resulting alkaline milieu of disease vector dipteran midguts then agents
which interfere with the unusual symporters can be developed as safe
mosquitocides.
长期目标是比较主要结构和
氨基酸/碱金属离子同向转运蛋白的功能特性
来自天蛾和埃及伊蚊的碱性中肠的蛋白质,
分析同向转运蛋白在化学渗透偶联氨基酸中的作用
吸收并利用这种不寻常的症状来开发新的、
对环境安全的杀蚊剂。 假设是高
毛毛虫和蚊子幼虫中肠的碱度是连续的
由一种新型 V-ATP 酶产生,利用 ATP 为顶端细胞提供能量
通过施加跨膜质子电化学梯度来形成膜,
delta/mu/H+,流明正。 delta/mu/H+ 由 K+/nH+ 转换
K+ 电化学梯度 delta/mu/K+ 的反向转运蛋白,提高
富含碳酸盐的管腔 pH 值 >10.5。 delta/mu/K+,主要表示为
delta/psi,化学渗透驱动碱对氨基酸 (AA) 的吸收
适应的 AA/K+ 同向转运体(见下图)。
目标 1 是通过快速表征甘氨酸/K+ 和脯氨酸/K+ 同向转运蛋白
刷状缘膜囊泡的过滤研究。 目标 2 是
序列 M. sexta 同向转运蛋白 cDNA 克隆,通过注射进行筛选
将幼虫喂入非洲爪蟾后转录的、大小一致的 mRNA 片段
卵母细胞。 目的 3 是从结核分枝杆菌中分离并测序同向转运蛋白 cDNA 克隆。
sexta 和 Ae。通过与异种杂交获得埃及伊蚊中肠 cDNA 文库
编码来自脊椎动物肾、脑的已知氨基酸同向转运体的 cDNA
和其他组织。 目标 4 是重构纯化的、重组的
将转运蛋白转运至功能性脂质体中,并根据以下方面对它们进行表征
离子特异性、动力学参数和底物选择性,使用
氨基酸的快速过滤和荧光猝灭测量
吸收。 目标 5 是定位中肠中的氨基酸/K+同向转运蛋白
M. sexta 和 Ae。通过免疫细胞化学和原位检测埃及伊蚊
杂交。
科学价值:利用 ATP 水解,通过化学渗透耦合
delta/mu/H+ 和 delta/mu/K+,以驱动氨基酸摄取为先
动物细胞质膜中这种偶联的例子。 健康
相关性:如果是 Ae 幼虫。埃及伊蚊的中肠也充满活力
经心尖膜通过化学渗透将 delta/mu/H+ 转化为
delta/mu/K+,如果不寻常的 AA/K+ 同向转运蛋白在
由此产生的疾病媒介双翅目中肠的碱性环境然后是药剂
干扰异常同向转运体的药物可以被开发为安全的
杀蚊剂。
项目成果
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