新机制揭示蚊虫如何感知宿主气味

深圳医学科学院特聘研究员潘孝敬团队联合深圳湾实验室特聘研究员柳峰、黄恺团队，首次从结构层面揭示蚊虫离子型受体配体识别与通道门控机制，为理解蚊虫如何感知宿主气味、寻找宿主提供了新的分子解释，也为开发新型驱蚊、诱蚊药物分子提供了潜在靶点。相关成果发表在国际期刊《自然》上。

IR8a–IR75k全长异源四聚体结构及关闭态离子通道。该结构揭示了昆虫IR/IRco复合物独特的组装方式。

蚊虫寻找宿主主要依靠嗅觉。人体释放的壬酸、辛酸等羧酸类物质，是蚊虫识别宿主的重要气味线索。这一过程离不开离子型受体。在离子型受体中，共受体参与复合物组装，调谐受体负责识别特定气味分子，两者协同将化学刺激转化为离子通道信号。

然而，受体如何识别气味并进一步开启通道，此前仍缺乏关键结构证据。科研团队利用冷冻电镜技术，解析了蚊虫IR8a–IR75k复合物在不同状态下的高分辨率结构。该复合物由两个IR8a和两个IR75k亚基组成，其中IR8a为共受体，形成“Y”形支架；两个调谐受体IR75k分列两侧、彼此不直接接触，展现了昆虫离子型受体独特的组装方式。

研究进一步揭示了受体区分壬酸和辛酸的分子基础。科研团队比较发现，尽管这两种羧酸结构高度相似，仅相差一个亚甲基，但其与受体结合的方式不同，因此对受体的激活效力也存在差异。

更重要的是，科研团队解析了分辨率达3.33埃的壬酸结合开放态结构，并与无配体关闭态结构进行比较，发现气味分子结合后，受体胞外结构域发生构象变化，并通过短连接区将变化传递至跨膜区域，推动通道开启，引起下游神经信号。研究结合分子动力学模拟和电生理实验，验证了这一从气味识别到离子通道门控的完整过程。