Vip3Aa10與甜菜夜蛾刷狀緣膜囊泡的結(jié)合特性

李 婷，張淑臣，申曉鴻，師光祿，劉京國*

(北京農(nóng)學(xué)院a.植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，b.生物科學(xué)與工程學(xué)院/農(nóng)業(yè)部華北都市農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102206)

Vip3A毒素是一種由蘇云金芽孢桿菌在對數(shù)生長期產(chǎn)生并分泌到細(xì)胞外的蛋白。它對多種鱗翅目害蟲具有殺蟲活性，并且對小地老虎(Agrotisypsilon)、草地貪夜蛾(Spodopterafrugiperda)等對Cry1A毒素不敏感的害蟲具有較高的殺蟲活性[1,2]。由于Vip3A毒素與Cry1A毒素之間沒有氨基酸序列同源性，不存在競爭結(jié)合敏感昆蟲上的受體蛋白，它們的殺蟲機(jī)理不同[1,3-7]。將Vip3A毒素和Cry1A毒素聯(lián)合使用，既能擴(kuò)大Cry1A毒素的殺蟲譜，又能延緩敏感昆蟲對Cry1A毒素抗性的產(chǎn)生。

攝入Vip3A前毒素后，昆蟲中腸內(nèi)的蛋白酶會將Vip3A毒素活化。Vip3A活化后產(chǎn)生62 kDa的大片段和22 kDa的小片段，而且這兩個片段依然結(jié)合在一起[8,9]。活化后的Vip3A能在體外形成四聚體，并在BBMVs(Brush Border Membrane Vesicles)上形成孔道，而且這種孔道的形成是pH依賴性的[9,10]。與Cry毒素在高pH條件下形成孔道不同，Vip3A在pH8.0時，孔道活性最大，在pH10.0時則沒有活性[10]。在體外試驗(yàn)中，Vip3A前毒素既能被敏感昆蟲中腸汁液和胰蛋白酶活化，又能被非敏感昆蟲中腸汁液活化[3,11]，但是不同昆蟲中腸汁液對Vip3A的活化速率是不同的[11-13]。活化對于Vip3A毒素發(fā)揮殺蟲活性是必須的，因?yàn)橹挥谢罨腣ip3A毒素能在敏感昆蟲BBMVs上形成孔道，而前毒素則不能[3]。并且活化的Vip3A只能在敏感昆蟲中腸BBMVs上形成孔道，而不能在非敏感昆蟲中腸BBMVs上形成孔道[3]，這表明，活化后的Vip3A與BBMVs的結(jié)合是發(fā)揮其殺蟲活性的關(guān)鍵步驟。毒理試驗(yàn)結(jié)果顯示，Vip3A與BBMVs上的蛋白結(jié)合后，會引起中腸上的杯狀細(xì)胞和柱狀細(xì)胞與基底膜脫離、破碎[14]；……