意大利蜜蜂DHPR基因的生物信息学分析
2021-03-06
(安徽省农业科学院蚕桑研究所,合肥 230061)
蜜蜂作为一种社会性昆虫,具有重要的经济价值和生态价值,在诸如神经生物学和社会生物学等研究领域具有很高的模型价值[1]。我国饲养的西方蜜蜂品种中,主要是以意大利蜜蜂为主[2]。四氢生物蝶呤(Tetrahydrobiopterin,BH4)是芳香族氨基酸羟化酶的必需辅酶[3,4],也是一氧化氮合酶的辅因子,能作为自由基清除剂参与氧化应激作用[5-8],BH4的合成不足会引发多种神经性疾病[9-11]。现阶段,BH4合成代谢网络在双翅目模式生物黑腹果蝇和鳞翅目模式生物家蚕中都有较多的研究[12-15],但是在以蜜蜂为代表的膜翅目昆虫中鲜有研究。研究蜜蜂的BH4合成途径对于意蜂乃至膜翅目的生理意义重大,特别是对于昆虫体内的氧化平衡以及神经系统方面的影响。
二氢蝶呤还原酶(dihydropteridine reductase,DHPR)是一种催化醌型二氢生物蝶呤(Quinone dihydrobiopterin,q-BH2)还原成四氢生物蝶呤的还原酶[16]。此反应需要NADH的参与,利用DHPR将还原型的NADH烟酰胺环上的氢离子直接转移到q-BH2上,NADH也可由还原型辅酶NADPH替代[15]。果蝇DHPR氨基酸序列与包括人和小鼠的其他物种高度同源,也具有与人类DHPR相同的 NAD(P)H结合域以及组成q-BH2结合位点相关的大多数氨基酸[12]。家蚕BmDHPR氨基酸序列与其他物种来源的DHPR 蛋白具有高度同源性,且BmDHPR与果蝇亲缘关系较近[13,15]。最新有研究发现果蝇DHPR缺失的突变体表现出大脑TH神经元减少缺陷,还显示出线粒体的异常膨大与聚集现象[14],表明DHPR对于线粒体稳态的重要性[14]。
生物信息学方法在功能基因的测序、识别、功能预测、结构分析等方面都发挥着重要作用。……
