基础医学院郭江涛团队在Cell Research发文揭示果蝇感知信息素的分子机制

信息素作为调控昆虫通讯、觅食、交配行为的核心化学信号，其识别与传导机制一直是神经生物学与害虫防控领域的研究热点。在模式动物黑腹果蝇中，11-cis-vaccenylacetate（cVA）是研究最为广泛的一种信息素，可促进雌虫求偶、抑制雄虫求偶并引发雄虫攻击行为。cVA被嗅觉受体OR67d和共受体Orco组成的离子通道OR67d–Orco识别。长期以来，OR67d–Orco感知cVA的分子机制缺乏系统研究。

近日，浙江大学基础医学院郭江涛、徐浩新、浙大四院苏楠楠和生命科学院王勇团队合作，在CellResearch杂志发表了题为Cryo-EMstructuresofDrosophilaOR67d–Orcocomplexesrevealinsectpheromonesensingmechanism的研究论文，首次解析了果蝇OR67d–Orco复合物在apo关闭态、信息素结合开放态、激动剂结合开放态的高分辨率结构，结合膜片钳电生理实验和分子动力学模拟，系统阐明了果蝇感知信息素的分子机制。研究发现，OR67d与Orco以1:3的化学计量比组装成异源四聚体离子通道，该组装模式在昆虫中高度保守。cVA以“倒L型”构象特异性结合于OR67d的疏水口袋，触发OR67d局部与整体的构象变化，使得OR67d远离通道的中心孔道，引发OR67d–Orco通道发生非对称开放；而广谱激动剂VUAA1则直接结合于Orco，通过扰动Orco与OR67d亚基间的脂质相互作用触发类似的激活。

该研究揭示了昆虫信息素受体的高分辨结构、配体识别与通道激活机制，为新型绿色防虫剂、信息素调控分子的设计开发提供了结构基础，对农业和公共卫生领域害虫精准防控等具有重要指导意义。