喜树碱诱导甜菜夜蛾胱天蛋白酶家族的级联反应

项目名称： 喜树碱诱导甜菜夜蛾胱天蛋白酶家族的级联反应

项目编号： No.31272079

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 农业科学

项目作者： 张兰

作者单位： 中国农业科学院植物保护研究所

项目金额： 82万元

中文摘要： 胱天蛋白酶作为细胞凋亡的中枢效应器，在细胞凋亡的启动及进程中发挥着关键的作用。胱天蛋白酶家族成员通过对凋亡信号的募集、传递和执行，完成胱天蛋白酶成员之间的级联反应，推动细胞凋亡进程。本研究围绕喜树碱及衍生物诱导甜菜夜蛾细胞凋亡过程中的胱天蛋白酶级联反应，采用生物化学、分子生物学、免疫学和荧光标记等技术发现和鉴定甜菜夜蛾胱天蛋白酶家族成员；明确其生物化学和生物信息学特性；找出参与喜树碱诱导的甜菜夜蛾细胞凋亡的胱天蛋白酶成员，并测定其在凋亡过程中的作用；揭示甜菜夜蛾细胞凋亡过程中起始和执行胱天蛋白酶之间的级联反应。这对阐明喜树碱及其衍生物的杀虫活性机制以及胱天蛋白酶家族的昆虫毒理学作用具有重要意义，将提高我国植物源活性物质的研发水平，而且对于发现生态安全性特异靶标和环境和谐性农药都具重要的应用价值和探索性。

中文关键词： 胱天蛋白酶；级联反应；喜树碱；甜菜夜蛾；凋亡

英文摘要： Caspases are the key mediators of apopotosis. The caspase cascade includes a serie of events leading to the activation of initiator and downstream caspases in cells. The greater understanding of caspase-mediated celluar dynamics and transduction mechanisms in apoptosis is important for the investigation of cell death signaling and regulatory networks, and the development of drugs of targeting specific caspases. Using a combination of biochemical assays, fluorescent proteins, and immunoblotting, we will identify and characterize this gene family in Spodoptera exigua Hübner, investigate their likely function in the initiation and execution of insect cell apoptosis, detect the activation of caspases induced by camptothecin and hydroxycamptothecin in Spex-II, and illuminate the networks of the caspase-mediated apoptotic cascades. Results of these will map out the lineage of initiator and effector caspases and their regulation, and how they interact throughout the process from initiation of the first apoptotic signal to the final consequential breakdown of cellular integrity. These studies will provide the new insights to explore environment-friendly pesticides and are important for researches focused on molecular mechanisms of insect cell apoptosis and insect toxicology.

英文关键词： caspases；cascade；camptothecin；Spodopetera exigua；apoptosis