2024年5月27日，西南大学前沿交叉学科研究院生物学研究中心赵萍教授团队在国际学术期刊《International Journal of Biological Macromolecules》上在线发表了最新研究成果“Ectopic expression of BmeryCA in Bombyx mori increases silk yield and mechanical properties by altering the pH of posterior silk gland”。
家蚕丝腺是丝蛋白合成、分泌和构象转变的场所，pH在丝蛋白合成和丝纤维形成中起着关键作用。在本研究中，我们在丝腺中鉴定到α-CA属的红细胞碳酸酐酶（BmeryCA），它是一种Zn2+依赖性金属酶，能够高效且可逆地催化CO2与HCO3-的水合反应，从而参与酸碱平衡的调节。多重序列比对显示BmeryCA的活性位点高度保守。组织表达谱显示，BmeryCA在血淋巴和表皮中的表达水平相对较高，但在后部丝腺（PSG）中几乎没有表达。通过在PSG中特异性过表达BmeryCA，获得过表达品系。离子选择性微电极（ISM）测量表明，BmeryCA在PSG中特异性过表达导致PSG的pH值从弱碱性降低为偏中性。同时，PSG特异性过表达BmeryCA突变体在蚕丝产量和蚕丝纤维机械性能方面均得到显著的提高。我们的研究为提高蚕丝产量和改善蚕丝纤维的机械性能提供了新的见解。
生物学研究中心施润博士和陆卫博士为论文共同第一作者，赵萍教授为论文通讯作者；西部（重庆）科学城种质创制大科学中心/西南大学生物学研究中心为第一完成单位。该研究得到了国家重点研发计划项目，国家自然科学基金，重庆市自然科学基金等项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.132695