近日，山东大学微生物技术国家重点实验室高翔教授团队在Journal of Biological Chemistry上发表了题为“Functional characterization of Vip3Aa from Bacillus thuringiensis reveals the contributions of specific domains to its insecticidal activity” 的研究论文。

微生物杀虫蛋白具有杀虫效果好，对环境无污染等优点，是化学农药的重要补充和潜在的替代。苏云金芽胞杆菌所产生的杀虫晶体蛋白（Cry）是目前世界范围内应用最成功的微生物杀虫剂。但是很多害虫对Cry类蛋白并不敏感，并且随着Cry蛋白的长期应用，越来越多害虫对其产生抗性。Bt所产生的营养期杀虫蛋白（vegetative insecticidal proteins，Vip3）由于与Cry类蛋白没有序列相似性，结合不同的作用受体，没有交叉抗性，并且具有高效的杀虫效果而被认为是继Cry蛋白之后第二类具有实际应用前景的微生物杀虫蛋白，并已在转基因作物中得到了初步的应用。但是Vip3类蛋白杀虫机制的研究还处于初级阶段，尤其是关于其具体的结构与功能的研究的缺失，极大地限制了对其杀虫分子机制和实际应用的研究。

本工作中我们针对Vip3Aa蛋白的各结构域在其对草地贪夜蛾幼虫发挥毒性过程中的具体功能展开了深入研究。我们证明（1）结构域II-III主要负责Vip3Aa与草地贪夜蛾中肠组织细胞的结合.（2）结构域I-III是Vip3Aa发挥细胞毒性的核心结构域。（3）结构域I对维持Vip3Aa原毒素的四聚化是必须的，并且稳定的四聚化对Vip3Aa在中肠蛋白酶环境下保持稳定性是必须的。（4）结构域V通过其糖结合能力可与中肠内的围食膜结合，该结合对Vip3Aa的杀虫活性是至关重要的。该研究初步揭示了Vip3Aa蛋白的杀虫进程。

高翔教授为该研究的通讯作者，高翔团队副研究员姜昆博士、博士研究生陈喆为本研究的共同第一作者，硕士研究生臧远蓉、实验师焦绪瑶、山东大学生命科学学院本科生时亦廷、尚成彬参与了该研究工作。此外，南开大学生命科学学院蔡俊教授也为该研究工作提供了帮助和指导。山东大学微生物技术国家重点实验室为第一作者单位和通讯作者单位。

该研究工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、中国博士后科学基金等基金的资助。山东大学生命环境研究公共技术平台为本工作提供了重要支持。

图/文：姜昆