昆虫是陆地和淡水食物网的重要组成部分，具有重要的生态作用。随着夜间光照水平在全球范围内的持续升高以及昆虫多样性的急剧下降，人们越来越关注夜间人造光（artificial light at night，ALAN）对昆虫的影响，其中“飞蛾扑火”（趋光行为）被认为是昆虫种群消退的原因之一。已有研究发现ALAN提高了趋光昆虫的氧化应激水平，而赖氨酸琥珀酰化修饰（lysine succinylation，Ksuc）已经在肿瘤细胞[1]、小鼠[2]、水稻[3]中被发现与氧化胁迫相关。研究者认为琥珀酰化修饰可能参与了趋光昆虫对ALAN的胁迫响应。 

近日，华中农业大学植物科学技术学院雷朝亮教授团队在环境科学与生态学领域Top期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表了题为"Potential role of lysine succinylation in the response of moths to artificial light at night stress"的研究文章。该研究运用琥珀酰化修饰组学技术，发现Ksuc可能通过干预趋光昆虫抗氧化系统、能量代谢系统、神经肌肉系统来影响昆虫的运动能力，从而介导趋光昆虫对ALAN的胁迫响应。景杰生物为该研究琥珀酰化组学研究提供了技术支持。

研究人员首先运用TMT标记的琥珀酰化修饰组学技术（质谱策略），从ALAN处理的趋光粘虫Mythimna separata (Walker)（鳞翅目夜蛾科，趋光昆虫）（样本策略）中鉴定出466个蛋白上共748个Ksuc修饰位点。其中，103个蛋白的137个修饰位点响应ALAN显著下调，3个蛋白的7个修饰位点响应ALAN显著上调。亚细胞定位分析表明，Ksuc修饰蛋白主要分布于细胞质和线粒体，暗示Ksuc蛋白可能与细胞代谢相关（图1）。

图1 ALAN胁迫昆虫琥珀酰化修饰蛋白鉴定

基于GO、结构域、KEGG注释的富集分析表明，ALAN条件下，显著下调/上调的Ksuc蛋白主要富集于氧化还原过程、细胞骨架、蛋白质互作、酶活力、钙相关分子、代谢相关的分子事件中，并进一步揭示趋光粘虫Ksuc蛋白可能通过抗氧化系统、神经肌肉系统、代谢系统等机制响应ALAN胁迫。

图2 响应ALAN显著下调/上调Ksuc蛋白富集分析

昆虫趋光行为是在光刺激下产生的定向飞行，昆虫在起飞几秒后就可以达到很高的代谢率。昆虫如何实现高代谢的快速开启、如何使代谢酶从“静息”状态迅速激活，是研究者非常关注的。经典的“基质调控”理论认为这是由肌肉收缩时释放的Ca²⁺和ATP分解以及产生ADP、AMP和Pi等基质变化启动的。但研究表明这些变化的量不足以支持代谢率的大幅提高。已有许多研究证明琥珀酰化修饰水平影响酶活力。研究证实了趋光粘虫Ksuc蛋白广泛参与能量代谢过程，包括TCA循环、糖酵解、氧化磷酸化、脂肪酸代谢、氨基酸合成（图3）。作者认为琥珀酰化修饰就像一个“总开关”，可能通过广泛调控代谢酶活力实现昆虫高代谢率的开启。

图3 趋光粘虫Ksuc蛋白在代谢系统的富集