Abstract Protein tyrosine phosphatase is a type of enzyme commonly found in eukaryotes that specifically hydrolyzes tyrosine phosphate bonds on protein substrates to remove phosphate, thereby regulating protein functions or even cell functions. In this study, we used the model insect Tribolium castaneum to study the sequence characteristics and functions on trehalose metabolism of two PTP proteins in T. castaneum. We found that TcPTP1X1 and TcPTPIVA1 contain 190 and 177 amino acids, respectively. The results of phylogenetic analysis showed that PTP1 and PTPIVA1 are less well conserved across insect lineages. Examining the tissue and developmental expression patterns revealed that TcPTP1X1 and TcPTPIVA1 are expressed in various tissues and stages of T. castaneum; they are highly expressed in the tarsus during the pupal and adult stages. Compared with the negative control dsGFP group, almost all trehalase and 6-trehalose phosphate synthase genes were significantly down-regulated at 48 h after injection with dsPTP1X1 or dsPTPIVA1, except TRE1-3. At 72 h, many of the TRE and TPS genes appeared to return to normal levels or were even significantly upregulated compared with the control group. Silencing of TcPTP1X1 or TcPTPIVA1 altered the distribution of trehalose, glucose and glycogen in T. castaneum. Moreover, suppression of TcPTP1X1 or TcPTPIVA1 expression resulted in reduced adenosine triphosphate (ATP) content. We suggest that knockdown of TcPTP1X1 or TcPTPIVA1 impairs trehalose and energy metabolism in T. castaneum, and they may be new targets for control of storage pests.

中文翻译：

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Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera: Tenebrionidae) 2个PTP基因调控海藻糖代谢的序列特征及功能

摘要 蛋白质酪氨酸磷酸酶是真核生物中常见的一类酶，能特异性水解蛋白质底物上的酪氨酸磷酸键，去除磷酸，从而调节蛋白质功能甚至细胞功能。在本研究中，我们使用模式昆虫 Tribolium castaneum 研究了 T. castaneum 中两种 PTP 蛋白的序列特征和海藻糖代谢的功能。我们发现 TcPTP1X1 和 TcPTPIVA1 分别含有 190 和 177 个氨基酸。系统发育分析结果表明，PTP1 和 PTPIVA1 在昆虫谱系中的保守性较差。检查组织和发育表达模式显示 TcPTP1X1 和 TcPTPIVA1 在 T. castaneum 的不同组织和阶段中表达；它们在蛹和成虫阶段在跗骨中高度表达。与阴性对照dsGFP组相比，除TRE1-3外，注射dsPTP1X1或dsPTPIVA1后48小时，几乎所有海藻糖酶和6-海藻糖磷酸合酶基因均显着下调。在 72 小时时，与对照组相比，许多 TRE 和 TPS 基因似乎恢复到正常水平，甚至显着上调。TcPTP1X1 或 TcPTPIVA1 的沉默改变了海藻糖、葡萄糖和糖原在 T. castaneum 中的分布。此外，抑制 TcPTP1X1 或 TcPTPIVA1 表达导致三磷酸腺苷 (ATP) 含量减少。我们认为敲除 TcPTP1X1 或 TcPTPIVA1 会损害 T. castaneum 的海藻糖和能量代谢，它们可能是控制仓储害虫的新目标。除 TRE1-3 外，几乎所有海藻糖酶和 6-海藻糖磷酸合酶基因在注射 dsPTP1X1 或 dsPTPIVA1 后 48 小时均显着下调。在 72 小时时，与对照组相比，许多 TRE 和 TPS 基因似乎恢复到正常水平，甚至显着上调。TcPTP1X1 或 TcPTPIVA1 的沉默改变了海藻糖、葡萄糖和糖原在 T. castaneum 中的分布。此外，抑制 TcPTP1X1 或 TcPTPIVA1 表达导致三磷酸腺苷 (ATP) 含量减少。我们认为敲除 TcPTP1X1 或 TcPTPIVA1 会损害 T. castaneum 的海藻糖和能量代谢，它们可能是控制仓储害虫的新目标。除 TRE1-3 外，几乎所有海藻糖酶和 6-海藻糖磷酸合酶基因在注射 dsPTP1X1 或 dsPTPIVA1 后 48 小时均显着下调。在 72 小时时，与对照组相比，许多 TRE 和 TPS 基因似乎恢复到正常水平，甚至显着上调。TcPTP1X1 或 TcPTPIVA1 的沉默改变了海藻糖、葡萄糖和糖原在 T. castaneum 中的分布。此外，抑制 TcPTP1X1 或 TcPTPIVA1 表达导致三磷酸腺苷 (ATP) 含量减少。我们认为敲除 TcPTP1X1 或 TcPTPIVA1 会损害 T. castaneum 的海藻糖和能量代谢，它们可能是控制仓储害虫的新目标。与对照组相比，许多 TRE 和 TPS 基因似乎恢复到正常水平，甚至显着上调。TcPTP1X1 或 TcPTPIVA1 的沉默改变了海藻糖、葡萄糖和糖原在 T. castaneum 中的分布。此外，抑制 TcPTP1X1 或 TcPTPIVA1 表达导致三磷酸腺苷 (ATP) 含量减少。我们认为敲除 TcPTP1X1 或 TcPTPIVA1 会损害 T. castaneum 的海藻糖和能量代谢，它们可能是控制仓储害虫的新目标。与对照组相比，许多 TRE 和 TPS 基因似乎恢复到正常水平，甚至显着上调。TcPTP1X1 或 TcPTPIVA1 的沉默改变了海藻糖、葡萄糖和糖原在 T. castaneum 中的分布。此外，抑制 TcPTP1X1 或 TcPTPIVA1 表达导致三磷酸腺苷 (ATP) 含量减少。我们认为敲除 TcPTP1X1 或 TcPTPIVA1 会损害 T. castaneum 的海藻糖和能量代谢，它们可能是控制储藏害虫的新目标。