昆虫嗅觉研究争议（一）：化学感受物质是否直接与嗅觉受体结合？

       昆虫的嗅觉感受和哺乳动物嗅觉感受有所不同。昆虫的化学感受主要部位位于头部类似于天线状的触角，但是不同种类的昆虫触角的形态不同，此外一些昆虫（如果蝇）的翅外缘，足末端也存在化学感受位点。

       昆虫的触角上有许多纤毛状或者棒状或者其它类型的感受器。这些感受器不仅负责化学感受，部分还负责温度、湿度的感受。化学感受器的特征是表面分布有数量不一的小孔，供气味物质通过进入感受器内。化学感受器内部是淋巴液围着的嗅觉神经元，淋巴液中还存在与气味物质结合的蛋白，被称为气味结合蛋白，目前气味结合蛋白大致分为两类一类是普通气味结合蛋白，而另一种则特异性结合雌性信息素，被称为性信息素结合蛋白。

       气味物质如蛾类昆虫的信息素多为长链的疏水物质，不能穿过淋巴液与受体结合，便先与气味结合蛋白结合，然后再由气味结合蛋白转运至嗅觉受体，使嗅觉受体神经元产生动作电位。

       然而问题是这个动作电位是由气味物质与嗅觉受体作用产生的呢，还是由气味结合蛋白与嗅觉受体结合产生的呢？

       德克萨斯大学西南医学中心的Dean Smith发现果蝇的信息素cVA与信息素结合蛋白LUSH结合后改变LUSH的结构，变构的LUSH和一个膜蛋白SNMP共同作用激发了嗅觉神经元的动作电位。该研究发现，LUSH蛋白上有两个位点决定整个蛋白质的功能，即第121号苯丙氨酸和118号天冬氨酸，其中121号氨基酸的大小决定嗅觉神经元动作电位高低。118号天冬氨酸与87号赖氨酸形成盐桥，使LUSH失活，而当盐桥被打断后LUSH的构象和与cVA结合时的LUSH并无两样，因此cVA可能发挥了打断118号氨基酸与87号氨基酸之间的盐桥的作用。

       然而这一实例是普遍现象呢，还是特殊现象？。昆虫在感受普通气味时是否着经过这种途径呢？还是是气味物质直接与受体结合？此外还需要其他膜蛋白参与么？

       要解决这些问题首先要找到目标基因，然后敲除恢复验证，纯化蛋白，解析结构，找到作用位点。显然这些东西不是我们玩的。

参考文献

Jin, X., T. S. Ha, et al. (2008). "SNMP is a signaling component required for pheromone sensitivity in Drosophila." Proc Natl Acad Sci U S A 105(31): 10996-11001.

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Liang, L. and L. Luo (2010). "The olfactory circuit of the fruit fly Drosophila melanogaster." Sci China Life Sci 53(4): 472-484.