اساس ساختاری شناسایی لیگاند و دروازه‌بندی در IR پشه‌ها

گیرنده‌های یونوتروپیک (IRs) برای بویایی حشرات ضروری هستند و امکان تشخیص اسیدهای کربوکسیلیک، آمین‌ها، رطوبت و نشانه‌های دما را فراهم می‌کنند که رفتارهای حیاتی، از جمله جستجوی میزبان پشه را واسطه می‌کنند. با این حال، مکانیسم‌های ساختاری ویژگی لیگاند و فعال‌سازی کانال در این گیرنده‌ها نامشخص است.

در اینجا، ساختارهای میکروسکوپ الکترونی کرایو (کرایو-EM) و اعتبار سنجی عملکردی کمپلکس IR8a-IR75k را از پشه مالاریا Anopheles Stephensi، یک آشکارساز اسید کربوکسیلیک، که در چهار حالت گرفته شده است، گزارش می‌کنیم: شکل بسته تمام قد بدون لیگاند (حالت اپوکسیته باز، لیگان باز و غیر اسیدی). (NA) - و اکتانوئیک اسید (OA) - محدود حوزه های خارج سلولی. این ساختارها یک پاکت اتصال لیگاند پویا را در IR75k نشان می‌دهند، که در آن ویژگی با طول زنجیره آلکیل و هندسه کربوکسیلات تعیین می‌شود.

اتصال لیگاند باعث بسته شدن دامنه اتصال لیگاند دوبله IR75k (LBD) می شود، و این تغییر ساختاری از طریق پیوندهای مکانیکی حفاظت شده به حوزه گذر غشایی (TMD) منتشر می شود و به عنوان یک اهرم مولکولی عمل می کند که منافذ را از طریق جابجایی به سمت بیرون مارپیچ های گذرنده گشاد می کند. این مکانیسم دروازه با شبیه سازی دینامیک مولکولی و الکتروفیزیولوژی بیشتر تایید شد.

این بینش‌ها یک دیدگاه وضوح اتمی از تشخیص میزبان با واسطه IR در پشه‌ها ارائه می‌کنند و پایه‌ای برای طراحی منطقی استراتژی‌های کنترل پشه نسل بعدی با هدف قرار دادن رفتار میزبان‌جویانه ایجاد می‌کنند.

این یک پیش نمایش از محتوای اشتراک است، دسترسی از طریق موسسه شما

به Nature و 54 مجله Nature Portfolio دیگر دسترسی داشته باشید

Nature+ را دریافت کنید، بهترین اشتراک دسترسی آنلاین ما

قیمت‌ها ممکن است مشمول مالیات‌های محلی باشد که در هنگام تسویه حساب محاسبه می‌شود

این نویسندگان به طور مساوی کمک کردند: لی زو، شین وانگ، زوبو کوان

موسسه معماری زیستی و تعاملات زیستی (IBABI)، آکادمی تحقیقات و ترجمه پزشکی شنژن (SMART)، شنژن، استان گوانگدونگ، چین

لی زو (徐莉)، دونگ لیو (刘东)، جیاوی چن (陈嘉伟) و شیائوجینگ پان (潘孝敬)

آزمایشگاه کلیدی ایمنی عفونت و التهاب استان گوانگدونگ، موسسه بیماری های عفونی، آزمایشگاه خلیج شنژن، شنژن، استان گوانگدونگ، چین

شین وانگ (王鑫)، استیون تی فرگوسن، سیمین لیانگ (梁思敏) و فنگ لیو (柳峰)

موسسه سیستم‌ها و زیست‌شناسی فیزیکی، آزمایشگاه خلیج شنژن، شنژن، استان گوانگدونگ، چین

دانشگاه Westlake، هانگژو، استان ژجیانگ، چین

آزمایشگاه علوم زیستی و زیست‌پزشکی Westlake، آزمایشگاه کلیدی زیست‌شناسی ساختاری استان ژجیانگ، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه Westlake، هانگژو، استان ژجیانگ، چین

مکاتبه با کای هوانگ ( 黄恺 ) , فنگ لیو ( 柳峰 ) یا شیائوجینگ پان ( 潘孝敬 ) .

این فایل حاوی انجیرهای تکمیلی است. 1-3 و جدول تکمیلی 1. شکل تکمیلی 1: هم ترازی توالی IR75k در بین پشه ها. شکل تکمیلی 2: تصاویر وسترن بلات بدون برش از انواع IR8a-IR75k برای داده های توسعه یافته شکل 8h. شکل 3 تکمیلی: هم ترازی توالی IR8a از گونه های مختلف پشه. جدول تکمیلی 1: چک لیست قابلیت اطمینان و تکرارپذیری برای شبیه سازی دینامیک مولکولی.

شبیه‌سازی دینامیک مولکولی مجتمع IR8a-IR75k متصل به NA تحت یک میدان الکتریکی خارجی. شبیه‌سازی از ساختار cryo-EM تعیین‌شده تجربی مجموعه IR8a-IR75k متصل به NA آغاز شد. این کمپلکس در یک دولایه لیپیدی تعبیه شده و تحت یک میدان الکتریکی خارجی 0.015 V/nm در امتداد غشاء قرار گرفته است. در طول شبیه سازی، یون سدیم (کره سبز) در حال نفوذ به کانال در یک حالت نیمه آب شده نشان داده شده است.

شبیه‌سازی دینامیک مولکولی کمپلکس IR8a-IR75k وضعیت آپو تحت یک میدان الکتریکی خارجی. شبیه‌سازی از ساختار آزمایشی cryo-EM ما از مجتمع IR8a-IR75k وضعیت آپو تحت شرایط شبیه‌سازی مشابه ویدیوی تکمیلی 1 آغاز شد. هیچ نفوذ یون سدیم از طریق کانال در طول شبیه‌سازی مشاهده نشد، که از این نتیجه حمایت می‌کند که اتصال لیگاند برای راه‌اندازی آبشار ساختاری لازم برای نفوذ کانال و کانال‌بندی لازم است.

Xu, L., Wang, X., Quan, X. و همکاران. اساس ساختاری شناسایی لیگاند و دروازه‌بندی در IR پشه‌ها طبیعت (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-11239-3

DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-026-11239-3

هر کسی که پیوند زیر را با او به اشتراک بگذارید، می‌تواند این محتوا را بخواند:

با عرض پوزش، پیوند قابل اشتراک گذاری در حال حاضر برای این مقاله موجود نیست.

ارائه شده توسط Springer Nature SharedIt ابتکار اشتراک محتوا