コナガからのリアノジン受容体の N 末端ドメインの結晶構造

リアノジン受容体 (RyRs) は、特定のイオン チャンネルは、筋細胞の筋小胞体 (SR) 膜を渡る Ca^{2 +}イオンの透過を仲介します。したがって、彼らはプロセスを結合励起収縮に重要な役割を果たします。その機能の形で RyR 分子質量とホモ四量体としてアセンブル > 2 MDa、各サブユニットから成る 〜 5000 アミノ酸残基と。哺乳類では、3 つのアイソ フォーム: RyR1 – 骨格筋型、RyR2-心筋型および RyR3-普遍的組織¹で表されます。

昆虫は、筋肉や神経組織²で表現される RyR の 1 種類のみです。昆虫 RyR は約 47% のシーケンス id を持つ哺乳類 RyR2 に似て³。RyR 鱗翅目や鞘翅目のターゲット著者殺虫剤を開発し、バイエル (フルベンジアミド)、デュポン (chlorantraniliprole)、シンジェンタ (cyantraniliprole) のような主要な企業によって販売されています。比較的最近の発売以来、著者殺虫剤は殺虫剤の急成長しているクラスの一つなっています。現在、これらの 3 つの殺虫剤は年間の売り上げ高は、2009 年 (Agranova) 以来 50% 以上の成長率で 20 億米ドルを越えています。

最近の研究では、これら殺虫剤^4,5,6,7,8の使用法の数世代後の昆虫の抵抗の開発を報告しています。抵抗膜貫通ドメインの変異 RyRs コナガ (DBM)、コナガ(G4946E、I4790M) およびトマト マメハモグリバエに対応する位置から、このトゥタ(G4903E、I4746M) 領域を表示します。この地域はチャネル^4,8,9のゲートのために重要であること知られている著者の殺虫剤の結合に関与するかもしれない。この分野で広範な研究にもかかわらず著者殺虫剤の正確な分子メカニズムはとらえどころのないままです。また、耐性変異がジアミドとの相互作用に影響するかどうか、直接またはアロステリックはクリアです。

以前の研究は、哺乳類からいくつかの RyR ドメインの構造と x 線結晶構造解析と電子顕微鏡で、それぞれ^{10、11、フルレングスの哺乳類 RyR1 と RyR2 の構造を報告しています。 12,13,14,15,16,17,18,19,20,21}.しかし、これまでのところ、昆虫 RyR の構造が報告されていない、受容体機能の分子の複雑さと同様、殺虫剤作用分子機序と殺虫剤抵抗性の発達を理解することから私たちを禁止します。

本稿では、コナガ、アブラナ科作物の世界²²に感染する破壊的な害虫からリアノジン受容体の N 末端 β トレフォイル ドメインの構造特性の一般化されたプロトコルを提案する.公開されたウサギ RyR1 NTD 結晶構造^23,24と低温電子顕微鏡構造モデル^16,17,18,19,によると設計された構造^20,21。 これは最初の高分解能構造昆虫 RyR チャネルの開閉機構を明らかにし、構造基づかせていた薬剤の設計を使用して特異的殺虫剤の開発の重要なテンプレートが提供するために報告します。構造解明のため近くの原子分解能での蛋白質の構造の決定の「ゴールド スタンダード」として考慮される x 線結晶解析を採用。結晶化プロセスは予測不可能な労働集約的なこのステップバイ ステップのプロトコルはエクスプレス、浄化し、一般的に昆虫 RyR または他の蛋白質の他のドメインを特徴づける研究者に役立ちます。