两个单点突变对昆虫羧酸酯酶降解马拉硫磷的影响

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作   者：

张柳平;  姚淑敏;  林哲;  崔峰; 

作者机构：

曲阜师范大学生命科学学院;  中国科学院动物研究所; 

关键词：

羧酸酯酶;  突变;  抗药性;  马拉硫磷;  酶动力学; 

期刊名称：

昆虫学报

基金项目：

i s s n：

0454-6296

年卷期：

2013 年 05 期

页   码：

566-569

摘   要：

马拉硫磷是一种高效低毒的有机磷杀虫剂,分子量大且结构特殊,广泛用于农业害虫的防治。羧酸酯酶突变是昆虫对有机磷类杀虫剂产生代谢抗性的重要机制之一。本实验室前期已从棉蚜Aphis gossypii、褐飞虱Nilaparvata lugens、斜纹夜蛾Spodoptera litura、家蚕Bombyx mori、异色瓢虫Harmonia axyridis、赤拟谷盗Triboliumcastaneum和西方蜜蜂Apis mellifera中各克隆了一个非特异性羧酸酯酶基因,通过体外定点突变构建了G/A151D和W271L两种突变体,并进行了原核细胞表达和纯化。本实验在体外测定了这7种昆虫野生型和两种突变型羧酸酯酶对马拉硫磷的降解。结果显示:棉蚜、西方蜜蜂、斜纹夜蛾、赤拟谷盗的野生型羧酸酯酶能够降解马拉硫磷,两个突变并不能提高它们的降解活性,而家蚕、异色瓢虫和褐飞虱的野生型羧酸酯酶不能降解马拉硫磷,G/A151D和/或W271L突变能使这些酯酶获得马拉硫磷羧酸酯酶(MCE)的活性,有可能使这些昆虫对马拉硫磷产生抗性。不同物种的MCE活性相差较大,斜纹夜蛾的MCE活性最高,其kcat/Km值为1.8～1.9L/μmol·min,其次是赤拟谷盗,其Kcat/Km值为0.87～0.95L/μmol·min,其他昆虫的MCE活性相对较低,相差可高达10倍。