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昆虫气味受体结构解析、机制探究与应用进展OA

Advances in the Structural Elucidation,Mechanistic Understanding,and Applications of Insect Odorant Receptors

中文摘要英文摘要

昆虫气味受体(odorant receptors,ORs)是外周嗅觉系统识别挥发性化学信号的核心分子,在寄主定位、配偶识别、产卵选择及生态适应中发挥重要作用.早期研究通过基因鉴定、表达分析、电生理和突变实验,建立了 OR与气味共受体(odorant receptor co-receptor,Orco)共同构成功能性离子通道复合体的经典模型.近年来,随着冷冻电镜和蛋白结构预测技术的发展,Orco同源四聚体、OR同源四聚体及 OR-Orco异源四聚体结构相继被解析,显著推动了研究人员对其组装模式、配体识别和门控机制的认识.本文系统综述了昆虫 ORs 的发现历程、经典功能模型、结构解析过程、激活机制探究及其在进化生态学、虚拟筛选和生物传感器研究中的应用,并对未来的跨学科应用前景进行了展望.

Insect odorant receptors(ORs)are core molecular determinants of volatile chemical signal detection in the peripheral olfactory system,playing pivotal roles in host localization,mate recognition,oviposition-site selection,and ecological adaptation.Early studies,through gene identification,expression profiling,electrophysiological characterization,and mutagenesis analyses,established the classical model in which ORs and the odorant receptor co-receptor(Orco)together form a functional ion channel complex.In recent years,advances in cryo-electron microscopy and protein structure prediction have enabled the successive resolution of Orco homotetrameric,OR homotetrameric,and OR-Orco heterotetrameric structures,substantially deepening our understanding of their assembly modes,ligand recognition,and gating mechanisms.This review systematically summarizes the discovery of insect ORs,the classical functional model,the process of structural elucidation,investigations into activation mechanisms,and their applications in evolutionary ecology,virtual screening,and biosensor development,while also highlighting future prospects for interdisciplinary applications.

张语桐;杨宇杰;王晓晴;王桂荣;刘杨

中国农业科学院植物保护研究所/植物病虫害综合治理全国重点实验室,北京 100193中国农业科学院植物保护研究所/植物病虫害综合治理全国重点实验室,北京 100193中国农业科学院植物保护研究所/植物病虫害综合治理全国重点实验室,北京 100193中国农业科学院植物保护研究所/植物病虫害综合治理全国重点实验室,北京 100193||中国农业科学院(深圳)农业基因组研究所,深圳 518124中国农业科学院植物保护研究所/植物病虫害综合治理全国重点实验室,北京 100193

农业科技

昆虫气味受体三维结构配体识别机制跨学科应用

insectodorant receptorthree-dimensional structureligand recognition mechanisminterdisciplinary applications

《中国生物防治学报》 2026 (2)

305-316,12

国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(W2411023)国家自然科学基金(32572938)中国农业科学院科技创新工程(CAAS-CSCB-202302)

10.16409/j.cnki.2095-039x.2026.05.004

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