昆虫毒蕈碱型乙酰胆碱受体的研究进展
2021-03-30李建芳陆永跃齐易香
李建芳,成 杨,陆永跃,齐易香
(华南农业大学植物保护学院昆虫学系,广州 510642)
乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)是昆虫重要的神经递质,它通过与不同类型的乙酰胆碱受体(acetylcholine receptors,AChRs)结合发挥作用。与脊椎动物类似,昆虫AChRs分为两类:烟碱型乙酰胆碱受体(nicotinic AChRs,nAChRs)和毒蕈碱型乙酰胆碱受体(muscarinic AChRs,mAChRs),其中nAChRs为离子通道受体,mAChRs为G蛋白偶联受体。昆虫nAChRs广泛分布于中枢神经系统,是以吡虫啉为代表的新烟碱类杀虫剂及生物农药多杀菌素的作用靶标(李健和巨修炼,2007;封云涛等,2009)。目前对昆虫体内mAChRs的研究相对较少,有研究报道mAChRs参与昆虫神经元轴突的延伸、表皮的形成(Clarketal.,2005)、代谢调节(Chowańskietal.,2018)、飞行运动(Buhletal.,2008)及学习记忆等(Ismailetal.,2006;Silvaetal.,2015)。mAChRs是一类潜在的杀虫剂靶标位点,研究该类受体,可为害虫防治提供新思路,具有很大的开发和利用价值。
1 毒蕈碱型乙酰胆碱受体的概述
1.1 mAChRs的结构
mAChRs是膜受体家族成员,通过与异三聚体鸟苷酸结合蛋白(G蛋白)偶联介导信号转导过程,因此属于G蛋白偶联受体家族(G protein coupled receptor,GPCR)。GPCR包括A类视紫红质受体、B类分泌素受体、C类代谢型谷氨酸受体、F类Frizzled/Smoothened受体等6个亚家族,其中mAChRs属于A类视紫红质受体家族(Hauseretal.,2006)。mAChRs的基本结构特征是具有7个跨膜螺旋结构域,其中7个跨膜区(TMⅠ-TMⅦ)由3个胞外环(O1-O3)和3个胞内环(I1-I3)连接而成,其氨基端位于细胞外侧,羧基端位于细胞内侧。mAChRs被激活后通过偶联G蛋白转导后续信号,引起细胞内多种生理生化反应。
1.2 mAChRs的克隆与分类
通过分子克隆的方法已经从脊椎动物中鉴定出5种mAChRs亚型(M1-M5),根据这5个亚型所转导的信号途径不同又分为两大类:M1、M3、M5属于Ⅰ类,M2、M4属于Ⅱ类(Caulfield and Birdsall,1998;……
