昆虫的复杂性表皮色素沉着中文

彭章川 112012331002074 家蚕基因组生物学国家重点实验室 昆虫的复杂性表皮色素沉着 Manickam Su gu maran e-mail: manickam.su gu maran@u mb.edu 保护软体动物的外骨骼——昆虫的角质层在所有的昆虫的生物学和生理学中起着至关重要的作用。角质层不仅符合作为保护层用来抵抗寄生虫和致病菌的入侵，同时还具有支持身体各部位，防止动物脱水，允许气态交流，并为废物处理提供一个场所，以及多种其他功能。昆虫体壁在颜色和硬度上表现出了巨大的变化，不仅存在不同种类的昆虫中，而且还存在同种昆虫不同生命阶段中。大量的研究已经从生物化学，分子生物学，遗传学和免疫学对昆虫和其他节肢动物的色素生成展开了研究。然而，我们对表皮色素的结构以及相关的分子遗传方面所知甚少。 昆虫作为动物世界中群体最大的动物，拥有有各种各样的颜色和颜色模式，这些颜色和颜色模式是由一套复杂的酶，传播途径，控制元件和遗传特征调节的。昆虫表皮的颜色从很浅到乌黑，在高等动物，体壁颜色很大程度上是因为黑色素的沉着。在脊椎动物尤其是在人类的情况下，不仅黑色素基因多态性的结构基础已经清楚明确，而且在这些差异下的分子遗传学机制的不同已经在一定程度上被清楚地认定。褐黑素和黑色素不同含量的组合和不同的分布导致了哺乳动物的皮肤颜色的一般性变化(Ito and Wakamatsu , 2008; Figu re 1 box ed)。化学、分子生物学、病理学与这些色素生成途径的联系在很大程度上也很清楚了。对于昆虫而言（如黑腹果蝇）尤其是机体内的色素积淀和表皮硬化的发育遗传学已经取得了一些进展。科学家开始为不同酶和基因对表皮色素沉着和硬化的作用提供有价值的意见（Su gu maran，1998 年，2002 年 Wittkopp 和 Beldade，2009 年）。昆虫表皮色素沉着的图示如图 1 所示，除了可以从多巴和多巴胺生成褐黑素和真黑素外，昆虫也通过多巴胺的衍生物产生额外的色斑。乙酰化的多巴胺生成 N-乙酰多巴胺（NADA），这在昆虫表皮硬化过程中起着总要重要作用。酚氧化酶（PO）氧化 N-乙酰多巴胺（NADA）生成 N-乙酰多巴胺醌（NADA 醌），NADA 醌醌异构酶作用于 NADA 醌生成甲基化 N-乙酰多巴胺醌，随后被另一个异构酶作用而生成 1,2 - 脱氢 NADA。该化合物进一步被酚氧化酶（PO）氧化为甲基化亚胺酰胺醌。表皮蛋白质和几丁质聚合物的醌、甲基醌和甲基化亚胺酰胺醌的反应为表皮硬化提供了足够的表皮硬化必须的加和和胶链。硬化（骨骼化...