综述:将“OS-D/CSP”家族更名为“4-半胱氨酸可溶性蛋白”(4CSPs)——胞内功能

《Insects》:Renaming the ‘OS-D/CSP’ Family (Part 2): ‘4-Cysteine Soluble Proteins’ (4CSPs)—Intracellular Functions

【字体: 时间:2026年09月09日 来源:Insects 3.0

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  肠道、脑、脂肪体以及各种腺体虽然富含“CSPs”,但并不参与化学感受功能。研究人员建议将“CSPs”更名为“4CSPs”(4-半胱氨酸可溶性蛋白,4-Cysteine Soluble Proteins),以明确其作用,避免与同样存在于翅、血淋巴和卵中的蛋白混淆

  
肠道、脑、脂肪体以及各种腺体虽然富含“CSPs”,但并不参与化学感受功能。研究人员建议将“CSPs”更名为“4CSPs”(4-半胱氨酸可溶性蛋白,4-Cysteine Soluble Proteins),以明确其作用,避免与同样存在于翅、血淋巴和卵中的蛋白混淆。本报告重点介绍了与昆虫抗药性和脂质转运相关的研究,并扩展了潜在的胞内功能,有力表明4CSPs具有非化学感受特征。此外,研究人员展示了4CSPs与黏蛋白(mucins)、翻译起始因子(translation initiation factors)及肌动蛋白复合体蛋白(actin complex proteins)之间的显著相关性,进一步支持将“CSPs”更名,并考虑其发育模式、组织分布及胞内定位。
  1. 1.
    引言
论文对传统上将化学感受蛋白(CSPs)和气味结合蛋白(OBPs)视为嗅觉相关蛋白的观点提出质疑,主张重新审视其功能定位。CSPs广泛分布于昆虫多种组织与发育阶段,并对杀虫剂暴露产生响应。研究重点在于这些所谓“化学感受蛋白”的胞内分布,指出其与化学感受并无直接关联。CSPs是一个多效性蛋白家族,在不同生物中承担多种功能。第一部分聚焦于CSPs的结构特征——四个保守半胱氨酸形成两对二硫键,而非其模糊的化学感受功能。CSPs在脂肪体和肠道组织中的存在暗示其化学感受能力有限。CSPs在发育早期即表达,早于腿和触角等形态特征的出现。无论形态差异如何,“CSPs”在幼虫剧烈变态过程中持续存在,甲壳类动物亦如此。化学感受器官并无典型的CSP结构,感觉组织蛋白与肠道及发育组织蛋白共享相同的结构特征:二硫键、疏水隧道和六个α-螺旋,分子量约10–12 kDa。配体结合位点具有灵活性,可容纳不同大小的配体。“CSP”蛋白结合长链脂肪酸(FAs),如亚油酸(LA),后者参与多级联胞内过程(即多效性)。Mp10是该家族中一个值得关注的蛋白,保留“CSP”结构特征,但在植物中触发免疫反应,提示昆虫可能利用这些蛋白绕过植物防御。第二部分讨论了“CSPs”、“CSP样蛋白”与许多具有基础胞内功能的“更大”蛋白之间的序列同源性,强烈支持将这一大类蛋白更名为“4CSPs”。第一部分提供了4CSPs的实用性定义及其区分特征。4CSP成员由“4”个半胱氨酸及其高度保守的位置特征定义,并非所有含4个Cys的蛋白均属于该家族。细菌与昆虫“CSPs”的序列分歧已被描述。细菌“CSPs”与昆虫“CSPs”具有约44–100%的一致性,同样面临更名问题。细菌/昆虫4CSP组是单系的,本质上是同一蛋白家族。然而,其他更大的蛋白(C端含有Pfam“OS-D/CSP”结构域,457–462 aa,47.6–48.4 kDa)也插入此系统发育中,这类更大的4CSPs可称为“C-4CSP”。4CSPs的作用被重新审视,因其与多种胞内蛋白(如PAN-1、黏蛋白、肌动蛋白骨架调节复合体(ASRC)、核孔复合体蛋白(NPCP)和转录起始因子(TIF))在序列和结构上具有相似性,从而提出其在细胞内的存在。化学感受的概念受到挑战,4CSP基因在昆虫生理和抗性中的重要性得到强调。
  1. 2.
    4CSPs在细菌中的功能:胞内活性的最早迹象
研究建立了4CSP、Thap1和PAN-1的直系同源分组,表明这些蛋白可能与化学感受功能无关。PAN-1和Bommo-4CSP10提示与肌动蛋白复合体或囊泡膜相关的胞内作用。细菌中存在4CSPs是胞内功能的第二个线索。细菌是地球上最早出现的生命系统之一,且没有感器树突。原核生物缺乏感觉淋巴,强烈支持4CSPs执行胞内功能的观点。细菌适应性和抗逆性与它们改变胞内运输和脂质分布的能力相关。多种细菌中发现4CSP基因,包括土壤来源的Kitasatospora griseola,支持其非化学感受作用的观点。4CSPs与视蛋白不同:首先,4CSPs是分子量为10–12 kDa的小型可溶性蛋白;其次,当4CSPs共享相同结构折叠时,情况并非如此;第三,它们通过细菌向昆虫传播。细菌-昆虫基因对之间的高度一致性表明4CSPs是在共生过程中近期从细菌水平基因转移(HGT)至昆虫的,这与原始功能的保守性更为一致。细菌4CSPs可能被排出并用于“感知”,但因其信号肽过短(少于15个氨基酸残基),无法穿越膜结构,暗示其胞内作用。研究人员倾向于认为4CSPs参与脂质和营养物质的转运与代谢,而非气味转运。4CSPs可能展示微生物和昆虫细胞中的胞内代谢多样性,而非细菌和昆虫的化学感受多样性。
  1. 3.
    支持免疫系统响应、JH、蜕皮激素及昆虫4CSPs胞内作用的功能证据
利用靶向4CSP蛋白的多克隆抗体进行免疫细胞化学标记,可标记昆虫触角感器,延伸至角质层、支持细胞、感觉结构以及高尔基体和内质网等胞内组分。4CSP基因主要在昆虫肠道和脂肪体中表达,影响其对杀虫剂的响应以及对包括细菌和病毒在内的各种病原体的免疫反应。4CSPs的过表达见于对杀虫剂、细菌、病毒和真菌的响应中,表明其与昆虫一般抗性机制相关。这些机制包括“胞内”脂质途径增强代谢解毒、修饰细胞膜以对抗氧化应激、以及增厚角质层屏障以减缓毒素渗透。昆虫对包括细菌、杀虫剂和病毒在内的环境胁迫因子表现出相似的反应,即过表达4CSPs(和OBPs)。这种过表达有助于对某些杀虫剂的抗性,如噻虫嗪。然而,如粉虱所示,4CSP并不与农药化学物质噻虫嗪直接相互作用,而是结合亚油酸(C18:2),将4CSP引入胞内脂质信号通路。4CSPs更可能通过与角质层膜相互作用并结合脂质和/或农药的降解化学物质来促进抗药性,而非在感器水平参与化学感受。
阿维菌素中的甲基化脱氧糖I-油androse是二糖。4CSP结构作为长的疏水隧道,可能结合阿维菌素的“部分”而非整个分子(C48H72O14)。4CSP结构对C48链而言太“薄”,且杀虫剂在昆虫体内的路径使其与阿维菌素结合的作用不可能。4CSPs在所有组织中表达的最可能原因是农药从肠道移动到脂肪体和血淋巴进行代谢。角质层含有4CSP蛋白,可提供对多种杀虫剂的抗性。由于4CSPs在无毒素存在时也表达,它们从开始就在昆虫生理中发挥相当广泛的作用,最可能是在飞行、发育或胁迫暴露期间被招募的胞内脂质转运和信号通路。杀虫剂如阿维菌素可进入细胞,损伤细胞核并激活蛋白激酶C(PKC)等通路,通过促进细胞间通讯增强抗性。4CSPs与胞内脂肪酸脂质相关,而普通气味结合蛋白2(GOBP2)和信息素结合蛋白1(PBP1)对维生素具有强亲和力,维生素对昆虫免疫至关重要并可影响抗药性的发展。胞内FA代谢通路显著影响农药抗性,抗性菌株常改变其脂质组成以减轻毒性胁迫。
噻虫嗪上调的4CSPs与FA之间存在关联,表明4CSPs通过脂质途径参与杀虫剂响应,而非直接接触杀虫剂。虽然杀虫剂噻虫嗪诱导了BtabCSP1/Bemta-4CSP1,但Bemta-4CSP1蛋白结合的是亚油酸而非噻虫嗪。作用模式转向胞内FA脂质的转运。Bemta-4CSP1更倾向于结合脂质而非新烟碱类杀虫剂。Bemta-CSP1在各种组织和发育阶段广泛产生,表明其在转运胞内脂质方面具有普遍作用。PBPs和GOBPs在昆虫发育过程中(幼虫和若虫期以及成虫繁殖期)也表达,这与杀虫剂结合PBPs和GOBPs的观点相矛盾;然而,对发育和抗药性都至关重要的维生素是这些OBPs生理功能的合适候选者。农药在不同组织中激活不同蛋白,但主要影响肠道而非触角。噻虫嗪分子可通过内吞囊泡、跨膜蛋白转运或跨上皮细胞质膜扩散穿透肠上皮。在达到胞内水平之前不需要4CSP。4CSPs在水生节肢动物中具有重要的胞内生理功能,其对环境变化(如盐度和温度)的响应增强即为证据。草甘膦即使在亚致死剂量下也会改变采集蜂大脑中相关基因的表达,4CSPs(和OBPs)包括在内。
4CSPs在咽侧体(CA)和前胸腺(PG)中的胞内存在——昆虫保幼激素(JH)和蜕皮激素的主要来源——表明其作用超越嗅觉,转而支持对昆虫发育和抗药性至关重要的激素通路。这些激素激活包括PKC和PLC在内的胞内通路,对免疫应答和脂质代谢至关重要。4CSPs与JH及细菌中类似化合物的关联提出了更广泛的功能假说。当农药暴露发生时,JH激活磷脂酶C(PLC)通路,包括PKC。因此,杀虫剂对4CSPs、PLC、PKC和JH生物合成的影响强烈表明,4CSPs、各种激素因子、JH、蜕皮激素、脂动激素(AKH)、肽激素和脂质,以及PKC和PLC等众多胞内组分,可以很大程度上协同产生抗药性。4CSPs在CA中的存在表明它们促进JH胞内通路而非OR激活或其他嗅觉功能。4CSPs在细菌和节肢动物中的存在及其与JH的关系强烈暗示其在脂质和JH对昆虫免疫和发育影响中的潜在作用。
  1. 4.
    支持脂质转运(LA,C18:2)及昆虫4CSPs胞内作用的功能证据
证据表明4CSPs参与多种物种(包括细菌和节肢动物)的胞内脂质转运。4CSPs存在于桡足类的脂质囊中。4CSP在多种物种和组织中的广泛存在强调了其在胞内过程中的多样功能。它们在昆虫脑发育、蜕皮、免疫和性信息素产生调控中发挥作用。具体而言,4CSP蛋白帮助蚂蚁识别表皮脂质碳氢化合物,但其数量显然不足以管理其他昆虫物种中存在的化学特征多样性。对粉虱的研究表明,4CSPs参与与胞内C18:2-FA通路相关的农药降解。C18:2是先天免疫细胞活性所有阶段不可或缺的,不仅提供能量,还影响多种胞内过程,如ω-6 FA脂质通路和线粒体系统。C18:2-FA脂质通过其对细胞膜和调节功能的影响显著影响先天免疫应答。对血细胞而言,它们在包囊和吞噬等关键免疫任务期间对能量至关重要,感染时表现出快速的胞质分布,这与4CSPs在血细胞中的存在高度一致。Bemta-4CSP1等4CSPs广泛表达并与LA相关,显示了其在昆虫生理中的一般调节作用。LA未在昆虫化学特征中检测到,这对其作为接触信息素的功能提出质疑。由于Δ12-去饱和酶的稀有性,只有少数物种能产生LA,因此LA/C18:2是否能进化为特定信息素尚不确定。食物是吸收LA的主要途径,LA与食物和营养物质一起进入胃肠道。虽然一些昆虫使用LA作为信息素前体,但其作为“坏死素”的作用提示了研究死亡体信号相关ORs的可能性。LA主要由蚜虫和白蚁等社会性昆虫产生,它们会清除病体或尸体。蚂蚁使用“坏死素”寻找猎物,但粉虱不表现出任何这些行为,这为LA的胞内功能而非OR刺激提供了有力论据。
  1. 5.
    桃蚜(Myzus persicae)Mp10:4CSP胞内活性的证据
4CSPs在细菌和昆虫中的广泛表达、它们与LA的结合以及注入植物韧皮部时触发先天免疫通路的能力都是其胞内功能的指标。蚜虫,特别是桃蚜(Myzus persicae),是通过唾液蛋白诱导植物反应的汁液取食害虫。Bos等人和Rodriguez等人的研究鉴定了约48个效应子候选,包括Mp10和Mp42,通过在本氏烟(Nicotiana benthamiana)中的瞬时过表达进行分析。Mp10引发褪绿和细胞死亡,刺激水杨酸和茉莉酸通路,并触发植物防御。这些效应子观察到不同的亚细胞定位,提示不同的作用机制。值得注意的是,Mp10干扰了农杆菌介导的过表达测定,强调其在植物防御操控中的作用。Myzpe-Mp10是一个相当常见的“4CSP”(153个氨基酸,17.2 kDa,“共有残基”,四半胱氨酸模式,成虫全身表达,无性雌性)。系统发育分析显示Mp10与多种4CSPs和胞内蛋白家族聚集。研究将Mp10与来自各种半翅目昆虫的4CSPs进行比较,并在InsectBase数据库中进行blastp搜索,在多种物种中获得多个匹配。然而,在竹节虫目、缨翅目、蜻蜓目及若干其他昆虫类群的转录组中未发现匹配。系统发育分析揭示了Mp10与来自不同物种的若干4CSPs的显著分组,特别是在保守基序中。Mp10与来自赤拟谷盗(Trica)、山松大小蠹(Denpo)、熊蜂(Bomte)、君主斑蝶(Helme)和二化螟(Chisu)的4CSPs关系比与褐飞虱(Nillu)更近。Mp10在蚜虫、木虱、粉虱和螟虫中的存在表明它与钻蛀或取食植物韧皮部的昆虫相关。更令人惊讶的是,它也与熊蜂和蝴蝶等传粉昆虫家族相关。Mp10在传粉者中的存在挑战了先前对其作用的假设,提示其在花动态中的潜在功能,平衡吸引传粉者与威慑食草动物。研究表明Mp10是一种存在于多种昆虫类群中的古老机制。Mp10蛋白的数量因物种而异,受寄主植物或饮食影响。大多数Mp10s由147–153个氨基酸组成,序列高度保守(97%),表明其在整个进化过程中功能得以维持,特别是针对蚜虫科寄主植物免疫系统。Mp10机制可能出现在早二叠纪(约298 Mya),与被子植物、花粉食性和最早的植物-昆虫互作同时。
  1. 6.
    Mp10与从细胞核到肌动蛋白的多种胞内功能
Mp10与多种蛋白家族共享显著相似性,如TIFs、神经Wiskott–Aldrich综合征(WAS/WASL)样蛋白、ASRPs、NPCPs、黏蛋白、PAN、Rho GTPase(Rho)激活因子、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶C(SamkC)以及众多病毒蛋白,显示31–45%的一致性范围。尽管序列同源性不一定暗示同源功能,但这提出了关于4CSPs在细胞过程中潜在功能的有趣问题,包括与分子组分、RNA/DNA结合、转录控制和蛋白复合体激活的相互作用。4CSP在肌动蛋白系统和细胞核中的实验作用仍未证实,尽管与肌动蛋白、黏蛋白和核孔相关蛋白具有显著序列同源性。系统发育和序列分析提示胞内蛋白家族与4CSPs的聚集。功能分析,包括RNAi敲低,突出了4CSP在脂质转运、磷酸化和免疫应答中的参与,将注意力从嗅觉功能转移。此外,葡萄糖相关蛋白94(GRP94)——一个关键的分子伴侣——协助4CSP从内质网到高尔基体的运输,这对抗药性和营养同化至关重要。
6.1 系统发育分析衍生的进化证据
对4CSPs的首次系统发育分析使用了细菌4CSPs、最大似然法(ML)和IQ-Tree中的经验贝叶斯方法,揭示了包括4CSPs、细胞壁蛋白、Rho、Sec31、TIF、SamkC、WAS/WASL、DNA结合蛋白(DNA-BPs)、DNA调节蛋白(DNA-RPs)和多种核糖核酸结合蛋白(RBPs)在内的各蛋白组之间的关系。对昆虫Mp10-4CSPs的后续分析采用邻接法(NJ)和最大简约法(MP)进一步研究蛋白组关系。研究揭示这些胞内蛋白表现出一些共同的进化过程,经常与“化学感受”4CSP家族杂交。直系同源分组揭示4CSPs与过敏原(IgE结合蛋白)在TIF、PAN和ASRP蛋白组中聚集,表明胞内功能表达。这些蛋白在核苷酸结合、转录、翻译、转录因子运输和/或肌动蛋白调节中发挥作用。使用Mp10与胞内蛋白家族的分析表明,Mp10不与其它4CSPs聚集。Mp10与黏蛋白蛋白最相似,而4CSPs与过敏原相关。4CSPs在黏蛋白、核孔和肌动蛋白相关序列中的存在表明它们不参与嗅觉功能。4CSPs和小GTP结合Rho蛋白如“RhoGAPs”是肌动蛋白细胞骨架相关通路的胞内调节因子。4CSP序列可根据UPGMA分析分为ASRP和过敏原组。过敏原组包括IgE结合蛋白(Thap1)及其他与细胞运动和基因调控相关的蛋白。4CSP的进化与ORs和OBPs的进化不同,可追溯到Mp10/4CSP、过敏原、Thap1、TIF、Rho、ASRP、NPCP和黏蛋白之间的遥远共同祖先。过敏原(包括4CSP和TIF基因)似乎是多次复制事件的结果。Mp10和Rho出现在进一步多次复制(d1-d5)导致各种黏蛋白变体之前。UPGMA树分析表明这些基因复制在多种类群中均有记录。进化分析表明过敏原、TIF、Rho、ASRPs、NPCPs和黏蛋白源于共同的祖先复制,先于Mp10和其他4CSP变体。分析揭示了跨越多种类群的古老基因复制事件,表明这些蛋白家族可能可追溯至泥盆纪或密西西比纪,早于有翅昆虫的出现。PAUP*中的最大简约法(MP)分析证实了Mp10、4CSP、Rho、过敏原、TIF、黏蛋白、NPCP和ASRP蛋白组之间的强关系。圆形NJ系统发育树进一步说明了4CSP、过敏原、TIF、PAN、Rho、ASRP、NPCP和黏蛋白等蛋白组之间的相互联系。高bootstrap值(100%)表明4CSPs不参与嗅觉,因为它们主要是胞内的。系统发育进化分析在多种昆虫类群中鉴定了与过敏原/Mp10相关的蛋白,包括蚜虫、甲虫、蜻蜓、蝇、虱、蚊、蛾和叶蜂。这些蛋白是胞内的,属于黏蛋白、NPCP、ASRP和TIF等组,与味觉或化学感受无关。它们的共同根源表明这些蛋白组在石炭纪(约299–359 Mya)昆虫出现之前就已分化。4CSP基因经历了多次复制(d1–d5),早期复制(d1–d2)产生过敏原/Mp10、TIF和PAN,晚期复制(d3–d5)形成Rho、ASRPs、NPCPs和黏蛋白(称为N-4CSPs)。系统发育研究表明4CSPs和N-4CSPs具有古老的共同祖先。N-4CSP/黏蛋白组由从4CSP开始的五次连续复制形成。
6.2 氨基酸序列建模分析衍生的胞内功能
除共享系统发育外,蛋白氨基酸序列比对和结构建模显示了4CSPs与多组胞内蛋白之间的进一步功能联系。4CSP与TIF、ASRP、NPCP和黏蛋白的序列在N端精确匹配,这使得所有这些蛋白组可称为“N-4CSPs”。大多数N-4CSP蛋白使用SWISS-MODEL Workspace/GMQE显示出类似的六α-螺旋隧道状构型,特别是在N端。高度独特的4CSP结构存在于过敏原Thap1、酸性海藻糖酶、Phk-3、Bommo-4CSP、Mp10、免疫应答蛋白和瓢虫核TIF中。Danpl-WASP蛋白具有大的跨膜结构域,参与细丝合成和肌动蛋白细胞骨架调节。这些大的N-4CSP分子,如WASP结构,存在于胞内细胞器中,如细胞骨架、微管、体壁、细胞壁、核孔和细胞质。重要发现表明N-4CSPs中N端和C端结构域通过一个大的环连接。来自古北界蝴蝶的蛋白CAH2235359(称为“jg5928”)的结构表明4CSP蛋白可能存在于病毒颗粒中。像WASP和PgIb一样,Jg5928折叠成一个突出的环,将4CSP结构域连接到病毒主要外膜糖蛋白(BLLF1,pfam0519)的跨膜结构域。它与病毒包膜糖蛋白相连,表明其在病毒附着宿主脂质中的作用,可能通过4CSP结构域。一些细菌蛋白也具有类似结构,跨膜区连接到含有4CSP结构域的糖蛋白(C-4CSP)。这种结构相似性引发了关于4CSP在免疫应答和感染过程中重要性的问题,强调其可能与细菌和病毒组分结合的功能,而非先前认为的化学感受作用。
6.3 基于微生物和病毒中的位置、大小、结构和表达衍生的“4CSP胞内作用模式”
鉴于4CSP与若干组胞内蛋白之间的相似性,假设4CSP在昆虫和六足动物中具有多种胞内功能。为探索“4CSP胞内作用模式”,建议结合一般细胞生物学、生物化学和分子生物学方法,进一步使用CRISPR、RNAi或基因敲除进行研究。量化细胞中的脂质并定位4CSP靠近内质网、核孔、线粒体和高尔基体等细胞器可能是本研究的重要组成部分。“4CSP胞内作用模式”假说指出,4CSP基于G. Liu等人的研究结合亚油酸(LA,C18:2,ω-6脂肪酸)。LA来源于花生四烯酸(ARA,C20:4,ω-6脂肪酸),后者对前列腺素、血栓烷和白三烯等激素的产生至关重要。离子转运、先天免疫应答、卵形成和繁殖等生理过程均受这些激素调控。此外,C18:2和C20:4 ω-6 FA脂质作为胞内调节因子,影响多种蛋白并磷酸化多种信号转导通路和生理过程。昆虫生长和胁迫应答依赖于这些4CSPs在若干胞内细胞器中的磷酸化和脂质活性作用。LA-4CSP复合体在昆虫体内的广泛表达表明其在各种生理功能中的显著介导作用。LA影响Ca2+信号传导和激酶磷酸化,并激活哺乳动物中的多种信号通路。此外,LA靶向昆虫重要组织,如脑和肠道,参与与免疫应答相关的氧化磷酸化。内质网、高尔基体、线粒体、溶酶体、核糖体、蛋白酶体、微管和肌动蛋白细胞骨架都是LA的靶标。4CSP是纯胞内的,与LA和其他脂质相关,强调其在一般细胞生物学而非感觉过程中的相关性。总之,4CSPs在包括细菌、昆虫和六足动物在内的各种生物的细胞周期中调节脂质代谢中发挥关键作用。它们在胁迫条件下与细胞色素P450酶相互作用,影响与杀虫剂暴露相关的细胞代谢、稳态和解毒。此外,4CSPs将参与针对病原体的溶酶体防御和大分子降解。该假说表明4CSPs、脂肪酸(FAs)和内质网之间的密切合作对脂滴产生和性信息素生物合成(Δ-去饱和酶)至关重要。“4CSP胞内作用模式”假说还指出,4CSPs通过Rho GTPase信号复合体和相关胞内蛋白与多种细胞元件(如细胞核和不同细胞膜)相互作用。它们可能在FA脂质和蛋白运输中发挥作用,特别是在细胞核、高尔基体和溶酶体之间。4CSP Pfam结构域是多种蛋白(如Pglb,类似于膜糖蛋白受体)的一部分,表明与糖蛋白机制相关的古老进化起源。这意味着4CSPs与细菌、线虫和泛节肢动物中古老的肠内分泌系统相关,并且它们大大早于嗅觉受体。这将4CSPs与胞内CYP-P450家族联系起来,后者自数十亿年前就与代谢过程和线粒体相关。
  1. 7.
    结论与展望
研究强调了4CSPs与黏蛋白之间的进化和生理相似性。两个蛋白组对昆虫生长和发育都是必需的,并协同控制免疫和胃肠应答。有趣的是,吸血增加了蚊子中4CSPs和黏蛋白的表达,表明4CSPs在许多昆虫物种中具有与黏蛋白相似的功能。黏蛋白在真蝽唾液腺中大量表达并在取食时分泌到水稻中,以类似于Mp10的方式引发植物免疫应答,这可能是新研究方向的最关键因素。这显示了这两个远离嗅觉受体的蛋白组的重要性。此外,研究表明4CSPs不仅与黏蛋白相互作用,还与许多其他胞内蛋白(包括ASRPs和NPCPs)相互作用,提供了对非化学感受功能和可能的胞内作用的新见解。在“OS-D/CSP”时代(1994–2003),4CSPs、黏蛋白、ASRPs、NPCPs、细胞骨架复合体和其他核遗传元件之间的联系是不可想象的。然而,该蛋白家族的非化学感受作用已被更近期的研究所强调,特别是在抗药性方面。另一方面,与4CSP、黏蛋白、ASRP、NPCP和细胞调控相关的胞内作用知之甚少。由于它们在肌动蛋白和核功能中的作用尚未得到实验数据支持,“OS-D/CSP”的进化联系需要更名和新的研究视角。未来研究应检查4CSPs在胞内活动中的生物学作用,强烈建议转向研究它们对细胞功能的影响,特别是使用CRISPR技术。大量研究表明4CSPs存在于多种组织中,远离感器、角质层和体壁。“Mp10实验”揭示了与黏蛋白的显著序列同源性,提示4CSP在胞内环境中具有更广泛的功能。它与包括肌动蛋白相关蛋白和核复合体在内的更大分子相互作用。未来研究应侧重于使用X射线或NMR验证在N端含有4CSP的蛋白(称为“N-4CSP”)的结构,强调4CSP作用的胞内方面。此外,使用CRISPR在转录起始因子的N端切割4CSP可能为其在细胞功能中的作用提供见解。4CSP与各种胞内复合体相关,表明其作为调节模块而非仅仅清除气味分子的功能。它存在于许多组织中,并参与脂质代谢等过程,显著影响基因表达和胞内信号通路。4CSPs、黏蛋白和脂质之间的相互作用表明其在运输和聚集脂质分子中的复杂作用,值得通过结合测定和X射线研究进一步调查。关于该蛋白在运输脂质分子中的作用已有共识,特别是在使用4CSPs和FAs进行性信息素产生的蛾类等昆虫中。此外,4CSPs在细菌和昆虫细胞内的位置有力地支持了与脂质代谢相关的功能。值得注意的是,细菌表达“C-4CSPs”,而昆虫具有“N-4CSPs”。这些蛋白存在于细胞和细胞核内,存在于所有各种细胞器中,并存在于细菌、病毒、昆虫和六足动物的所有功能中,黏蛋白、4CSPs和OBPs与脂质显示出强烈的相互作用。虽然4CSPs可能运输长链FAs,黏蛋白可能促进脂质聚集和液滴形成,表明昆虫组织中的保护机制。基于其组织分布、发育特征、农药敏感性和胞内脂质(如LA)的结合,“CSP/OS-D”蛋白家族似乎不参与嗅觉。因此,先前的名称如OS-D/A10、CSP和SAP“感觉附属蛋白”完全不合适。相反,建议将该蛋白更名为“4CSP”,反映其结构,先于其结合FAs、脂质、TIFs、核酸、肌动蛋白和其他胞内组分的能力。为了聚焦于胞内过程的新研究,该蛋白家族需要更名。
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