2025年1月14日，海南大学生命健康学院病媒生物学团队在《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》（PNAS）上发表了题为“The Aedes aegypti mosquito evolves two types of prophenoloxidases with diversified functions”的最新研究成果，该研究深入探讨了蚊子免疫系统中关键的黑化反应成员——酚氧化酶原的功能分化及底物识别机制。
昆虫依靠黑化反应作为一种重要的天然免疫防御手段，通过形成黑色素包裹并消灭入侵的病原体，提高对环境的适应力。此过程还影响到昆虫的伤口愈合、表皮生成和变态发育等生理活动，对维持正常生理功能至关重要。作为黑化级联反应的核心催化剂，酚氧化酶（PO）以酚氧化酶原（PPO）形式存在于昆虫血淋巴中，并在受到刺激时被激活转化为活性PO，触发黑化反应。值得注意的是，蚊虫在其基因组中能够编码9至16种PPO基因，远超其他双翅目昆虫，但这些额外的基因是否具备独特功能尚不明确。
本研究首先通过对多种昆虫与甲壳类动物的PPO序列进行分析，将双翅目昆虫的PPO划分为经典昆虫型和双翅目特有型两类。接着，利用埃及伊蚊作为模型，研究人员发现Aea-PPO6和Aea-PPO10这两种类型的PPO在单酚和二酚类底物识别上存在差异，并借助蛋白质结构分析、分子对接和体外生化实验揭示了导致这种差异的关键Motif和底物结合口袋特征。此外，通过基因编辑技术，研究证实Aea-PPO6对于埃及伊蚊幼虫的正常发育至关重要，而Aea-PPO10则显著影响幼虫的发育、免疫反应及色素沉积。
这项研究不仅深化了我们对昆虫酚氧化酶系统的理解，也为基于免疫干预的蚊虫控制策略提供了理论基础，同时为对抗其他有害昆虫开辟了新途径。
海南大学生命健康学院博士研究生朱晓静，博士后张磊为该论文的共同第一作者。海南大学生命健康病媒生物学团队的韩谦教授和郭莹莹研究员为该论文的共同通讯作者。该项研究的参与者还包括海南科技职业大学、维亚生物、弗吉尼亚理工大学和东京农业大学的研究人员，并得到国家自然科学基金项目（31860702, U22A20363）的资助。
