昆虫嗅觉受体组装与门控的结构逻辑

昆虫通过一大类气味分子门控离子通道感知化学世界，这些通道均由一个可变的气味结合亚基（OR）和一个保守的单一共受体 Orco 组装而成。这种模块化组织被认为使 OR 能够通过调谐实现化学识别多样化，而 tOrco 则为异源复合体提供结构稳定性。然而，Orco 可被合成激动剂自主激活，提示其可能参与通道门控，而不仅仅是充当结构支架。在此，我们结合冷冻电镜以及受体化学计量和功能分析，阐明 Orco-OR 装配与门控背后的结构逻辑。我们发现，Orco 保留了 OR 的经典配体结合口袋，但该位点被一种磷脂所遮蔽，从而在化学上与环境气味分子隔离。相反，Orco 激动剂 VUAA4 结合于邻近门控阀门的膜可及裂隙，界定了一个不同的变构调节位点。我们进一步证明，Orco-OR 异源复合体可通过胞内锚定域内的形状互补以多种化学计量形式组装，并解析了具有 3:1 和 2:2 架构的结构。被限制为 2:2 化学计量的受体具有功能，但有效门控需要异源复合体内多个亚基的协同参与。与一个基础型同源嗅觉受体的不同门控状态相比，这表明现有的 Orco-OR 结构捕获的是该受体家族更广泛构象景观中的非导电中间态。总体而言，这些发现提示了 Orco 如何与高度分化的 OR 灵活组装并协同发挥功能：它并非仅作为结构支架，而是作为协同通道门控中不可或缺的伙伴，从而使昆虫嗅觉受体得以实现非凡的多样化。

昆虫利用一大类由气味门控离子通道感知化学世界，每种通道均由一个可变的气味结合亚基（OR）和一个保守的单一共受体Orco组装而成。这种模块化组织形式被认为可通过对OR进行调谐来扩展其化学识别多样性，而Orco则为异源复合体提供结构稳定性。然而，Orco能够被合成激动剂自主激活，提示其可能参与通道门控，而非仅仅充当结构支架。在此，我们结合冷冻电镜、受体化学计量及功能分析，阐明Orco-OR组装与门控所依赖的结构逻辑。我们发现，Orco保留了OR的经典配体结合口袋，但该位点被一类磷脂遮蔽，从而在化学上与环境气味分子隔离。相较之下，Orco激动剂VUAA4结合于邻近门控位点、且可被膜接近的裂隙中，定义了一个不同的变构调节位点。我们进一步证明，Orco-OR异源复合体可通过胞内锚定结构域内的形状互补以多种化学计量组装，并解析了具有3:1和2:2构型的结构。受限于2:2化学计量的受体具有功能活性，但有效门控需要异源复合体内多个亚基的协同参与。与基础型同源嗅觉受体不同门控状态的比较表明，现有Orco-OR结构捕获的是该受体家族更广泛构象景观中的非导电中间态。总体而言，这些发现揭示了Orco如何与高度分化的OR灵活组装并发挥功能；它不仅仅是结构支架，更是协同通道门控的关键伙伴，从而使昆虫嗅觉受体得以实现惊人的多样化。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.14.744483v1?rss=1

🏷️ 昆虫嗅觉受体 Orco共受体 冷冻电镜 离子通道门控 受体组装 变构调节