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L’applicazione della spettrometria di massa allo studio della chemorecezione degli insetti: dai feromoni alle proteine chemosensoriali Francesca R. Dani C.I.S.M. C.I.S.M.

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L’applicazione della spettrometria di massa allo studio della chemorecezione degli insetti: dai feromoni alle proteine chemosensoriali

Francesca R. Dani C.I.S.M.

C.I.S.M.

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PRIN 2002

PRIN 2006

European Network ENAROMATIC

PRIN 2008

C.I.S.M.

Collaborazione con Prof. P. Pelosi e Dr. A. Felicioli, Univ. Pisa

Dr. A. della Torre, Univ La Sapienza

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sensillarpores

sensillar lymph

Dendrites of the olfactory receptorneuron

1 µm1 µm

longitudinal section of a chemosensillum

OLFACTORY SENSILLAC.I.S.M.

C.I.S.M.

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Proteins involved in the Perireceptor Events

C.I.S.M.OBPs Odorant Binding Protein and CSPs Chemosensory Proteins

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Mapping the expression of soluble olfactory proteins in the honeybee.

Traditional proteomic approach: digestion of 2D gel spots and micro LC-ESI LTQ ORBITRAP analyses

Dani et al. 2010. J. Proteomic Research

WORKER ANTENNAE

12 OBPs and

2 CSPs

LARVAE

3 OBPs and

1 CSP

C.I.S.M.

21 OBP and 6 CSP genes identified in the genome

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Mapping the expression of soluble olfactory proteins in the honeybee: MALDI profiling

Dani et al. 2010. J. Proteomic Research

C.I.S.M.

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Mapping the expression of soluble olfactory proteins in the mandibular gland of honeybee

WORKER MANDIBULAR GLANDS QUEENS MANDIBULAR GLANDS

Is the queen specific OBP a carrier for the queen pheromone?

C.I.S.M.

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Mapping the expression of soluble olfactory proteins in Anopheles gambiae: MALDI profiling

C.I.S.M.

OBP-1

OBP-9 *

Dani et al. 2008. Plos one

PRIN 2006European Network ENAROMATIC

*OBP-9 was identified in a topdown experiment

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Mapping the expression of soluble olfactory proteins in Anopheles gambiae

C.I.S.M.

OBP9

CSP SAP-3

CSP

57 OBP and 7 CSP genes identified in the genome

ANTENNAE FROM 1100 MALES

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1 5 7 6 . 5 1 5 7 7 . 0 1 5 7 7 . 5 1 5 7 8 . 0 1 5 7 8 . 5 1 5 7 9 . 0m / z

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

3 5

4 0

4 5

5 0

5 5

6 0

6 5

7 0

7 5

8 0

8 5

9 0

9 5

1 0 0

Rel

ativ

e Ab

unda

nce

1 5 7 7 . 4 2 0 6 11 5 7 7 . 3 3 7 1 1

1 5 7 7 . 5 0 4 1 0

1 5 7 7 . 2 5 3 6 11 5 7 7 . 5 8 7 5 9

1 5 7 7 . 6 7 1 0 81 5 7 7 . 1 7 0 1 0

1 5 7 7 . 7 5 4 5 6

1 5 7 7 . 0 8 6 5 9

1 5 7 7 . 8 3 8 0 4

1 5 7 7 . 0 0 3 0 7

1 5 7 7 . 9 2 1 5 1

1 5 7 6 . 9 1 9 5 51 5 7 8 . 0 0 4 9 8

1 5 7 8 . 0 8 8 4 51 5 7 6 . 8 3 6 0 2

1 5 7 8 . 1 7 1 9 2

1 5 7 6 . 7 5 2 4 8 1 5 7 8 . 2 5 5 3 8

1 5 7 8 . 3 3 8 8 41 5 7 6 . 6 6 8 9 4 1 5 7 8 . 4 2 2 3 0

1 5 7 6 . 5 8 5 4 0 1 5 7 8 . 5 8 9 2 1 1 5 7 8 . 9 2 3 0 2

1 5 7 7 . 5 0 4 8 1

1 5 7 7 . 6 7 1 7 41 5 7 7 . 3 3 7 8 6 1 5 7 7 . 7 5 5 2 0

1 5 7 7 . 2 5 4 3 8 1 5 7 7 . 8 3 8 6 6

1 5 7 7 . 9 2 2 1 11 5 7 7 . 1 7 0 9 0

1 5 7 7 . 0 8 7 4 0

1 5 7 7 . 0 0 3 9 0

1 5 7 7 . 3 3 6 8 4

1 5 7 7 . 2 5 3 3 71 5 7 7 . 5 0 3 7 7

1 5 7 7 . 5 8 7 2 3

1 5 7 7 . 0 8 6 4 11 5 7 7 . 6 7 0 6 9

1 5 7 7 . 7 5 4 1 41 5 7 7 . 0 0 2 9 2

1 5 7 6 . 9 1 9 4 3

N L :2 . 2 9 E 4

C 8 2 5 H 1 3 1 1 N 2 1 5 O 2 4 9 S 2 2 * 3 . 0 0 + C 8 2 5 H 1 3 0 9 N 2 1 5 O 2 4 9 S 2 2 * 7 . 0 0 : p ( g s s , s / p : 4 0 ) C h r g 1 2R : 1 0 0 0 0 0 R e s . P w r . @ F W H MN L :2 . 2 9 E 4

C 8 2 5 H 1 3 1 1 N 2 1 5 O 2 4 9 S 2 2 : C 8 2 5 H 1 3 1 1 N 2 1 5 O 2 4 9 S 2 2p ( g s s , s / p : 4 0 ) C h r g 1 2R : 1 0 0 0 0 0 R e s . P w r . @ F W H MN L :2 . 2 9 E 4

C 8 2 5 H 1 3 0 9 N 2 1 5 O 2 4 9 S 2 2 : C 8 2 5 H 1 3 0 9 N 2 1 5 O 2 4 9 S 2 2p ( g s s , s / p : 4 0 ) C h r g 1 2R : 1 0 0 0 0 0 R e s . P w r . @ F W H M

Analysis of OBP47, a 13 Cys OBPC.I.S.M.

Native

MW: 18922.71

Alkylated

MW: 18981.18

//

//

CH2 CO

NH2MW: 58

O B P 4 7 B a tte r ic a H R # 1 -1 7 R T : 0 .0 0 -0 .9 4 AV: 1 7 N L : 1 .2 7 E 6T : F T M S + p E S I F u l l m s [1 2 0 0 .0 0 -2 0 0 0 .0 0 ]

1 5 7 6 .6 1 5 7 6 .8 1 5 7 7 .0 1 5 7 7 .2 1 5 7 7 .4 1 5 7 7 .6 1 5 7 7 .8 1 5 7 8 .0 1 5 7 8 .2 1 5 7 8 .4m /z

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

3 5

4 0

4 5

5 0

5 5

6 0

6 5

7 0

7 5

8 0

8 5

9 0

9 5

1 0 0

1 0 5

1 1 0

Rel

ativ

e Ab

unda

nce

1 5 7 7 .4 2 6 1 3z= 1 2

1 5 7 7 .3 4 2 9 8z= 1 2

1 5 7 7 .5 0 9 8 7z= 1 2

1 5 7 7 .5 9 2 9 0z= 1 2

1 5 7 7 .1 7 6 3 3z= 1 2

1 5 7 7 .6 7 6 2 4z= 1 2

1 5 7 7 .0 9 2 8 3z= 1 2

1 5 7 7 .7 5 9 0 3z= 1 2

1 5 7 7 .0 0 9 6 6z= 1 2 1 5 7 7 .8 4 3 7 7

z= 1 2

1 5 7 6 .9 2 5 7 5z= 1 2 1 5 7 7 .9 2 6 8 1

z= 1 2

1 5 7 8 .0 0 9 7 0z= 1 2

1 5 7 6 .8 4 2 2 6z= 1 2

1 5 7 8 .0 9 4 1 0z= 1 21 5 7 6 .7 5 7 8 2

z= 1 2 1 5 7 8 .1 7 6 3 0z= 1 2

1 5 7 8 .4 2 5 2 7z= 1 2

1 5 7 6 .5 0 7 5 0z= ?

High resolution mass spectrum

Simulation of OBP47 spectrum with 6or 5 disulfidebridges (7:3)

Z=12

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Identification of compounds evoking antennogramresponses to plant extracts in A. gambiaeC.I.S.M.

GC-FID

EAGAbundance

6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00

carv

acro

l

para

-cym

ene

gam

ma-

terp

inen

e

GC-MS

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Proteins involved in the Perireceptor Events

PBPs and OBPs Pheromone and Odorant Binding Protein

CSPs Chemosensory Proteins

C.I.S.M.