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昆虫的外骨骼主要由几丁质细丝和具有不同时空表达模式的蛋白质分子交联组成。在蜕皮变态过程中,昆虫通过合成新的几丁质和表皮蛋白,降解旧的几丁质和表皮蛋白来实现外骨骼的交替更新。BmWCP4是翅原基蛹期特异表达的一个表皮蛋白基因,它的cDNA由1081个核苷酸组成,编码244个氨基酸的多肽,预测分子量的大小为26.1kDa,等电点为6.60,该蛋白质在N-端含有信号肽。和其他物种的氨基酸序列比对分析发现,该基因具有非常保守的R&R亲水结构域,该结构域内芳香族氨基酸(苯丙氨酸,酪氨酸)为关键氨基酸。实验证据显示,R&R结构域具有结合几丁质的活性。BmWCP4在预测的R&R结构域内含有4个芳香族氨基酸(Y207,F216,Y221,F229)。我们在E.coli中重组表达并纯化获得了该基因的全长蛋白、几丁质结构域蛋白、去结构域部分蛋白、4个关键氨基酸单点突蛋白以及结构域中4个氨基酸同时突变的蛋白。体外几丁质结合实验表明:全长蛋白,具有R&R结构域蛋白均能与几丁质结合,去掉R&R结构域的蛋白不能与几丁质结合。但是,结构域单点突变(Y207G,M1;F216G,M2;Y221G,M3;F229G,M4)对几丁质结合影响不大,而4个氨基酸残基同时突变蛋白(MF)不能与几丁质结合。RT-PCR和Western blot检测发现BmWCP4无论在转录水平还是在蛋白水平都在预蛹期和蛹期的表皮有高水平的表达。 以上研究结果表明,BmWCP4蛋白在家蚕体内可能是通过与几丁质纤维结合来参与家蚕蛹期变态发育过程中翅原基的发育,并且在表皮蛋白和几丁质的互作中,保守的芳香族氨基酸起关键作用,这使我们对BmWCP4基因在家蚕变态发育过程中的作用有了更深入的了解,也为以其作为调控蛹期长短的靶分子提供了理论支撑。