昆虫细胞色素P450研究:P450基因

细胞色素P450广泛存在于生物界,它因参与许多外来物质和内源性物质的代谢而具有十分重要的作用［1－5］细胞色素P450的研究大约有50多年的历史[3]。60年代的工作主要是对这一血红素蛋白的生物化学和生物物理学特征的了解以及膜结合P450酶系的酶学功能[3]。70年代的研究集中在细胞色素P450酶系的分离纯化及其活性的重组。纯化P450的成功证明了许多P450在物理学和酶学特征方面的不同,也为制备抗体及利用抗体来确定某种P450的存在与数量以及抑制特定P450的酶活性提供了手段,使进一步阐明P450的反应机制成为可能。80年代分子生物学技术的…     

细胞色素P450的多样性

细胞色素Ｐ４５０的多样性＊邱星辉冷欣夫（中国科学院动物研究所,北京１０００８０）关键词细胞色素Ｐ４５０多样性细胞色素Ｐ４５０是一类以还原态与ＣＯ结合后在波长４５０ｎｍ处有吸收峰的含血红素的单链蛋白质［１～３］。它于１９５８年被发现以来,就引起了人们的...     

家蚕细胞色素P450的基因组学分析

细胞色素P450参与许多基础代谢过程, 确保有机体避免外源复合物对它们的伤害. 将预测的家蚕基因同已知的P450基因进行蛋白质序列比对, 在家蚕基因组中发现86个可能的细胞色素P450基因, 初步将它们归于32个P450亚家族. 通过比较基因组学分析, 发现细胞色素P450基因在果蝇与家蚕中的分布规律具有总体上的相似性, 但在某些P450基因家族中的分布也有差异. 特别是在CYP4A, CYP4C, CYP4D, CYP6A, CYP6AE, CYP6B和CYP9A等7个亚家族中P450s差异分布更明显. 进一步将这些P450基因的DNA序列与家蚕ESTs进行核酸序列比对, 其中49个可能P450基因发现有ESTs证据, 证明了这些基因在转录水平的真实性.     

细胞色素P450与除草剂代谢

细胞色素P450是广泛存在于生物中的一类具有混合功能的血红素氧化酶。P450对除草剂代谢的机制及反应类型是多样的,与除草剂代谢相关的P450基因的植物转基因研究得到了具有不同除草剂抗性的转基因植物。文章就这方面的研究进展作介绍。     

细胞色素P450介导抗性的进化可塑性

细胞色素P450是超基因家族,由其介导的杀虫剂代谢解毒的增强是昆虫产生抗药性的普遍而主要的机制。近年的研究表明,细胞色素P450介导的代谢抗性表现出一定程度的进化可塑性:即使是同种昆虫的不同种群在相同种类杀虫剂的胁迫下,进化选择出的抗性相关的细胞色素P450也有所不同,抗性的产生也可以是几种不同细胞色素P450协同作用或控制P450表达的调控因子的不同。     

毛竹细胞色素P450的基因组学分析

细胞色素P450单加氧酶(P450s)是一类在450 nm处有特征吸收峰的血红素硫蛋白基因超家族,在许多物质代谢中至关重要,还与解毒代谢密切相关。在毛竹基因组中鉴定出41个P450家族,共197个成员,涉及10个基因簇(clan)。通过基因结构与进化树的比较,进一步了解结构与进化之间的联系。通过与水稻和拟南芥一起构建的进化树,分析了毛竹P450基因家族的差异性。二级结构分析表明,毛竹P450蛋白序列同样具备有P450蛋白特征性结构域。在毛竹中,共有104个P450基因能够在不同生长发育时期有不同程度的表达。     

细胞色素P450介导的昆虫抗药性

本文介绍了昆虫细胞色素P450(简称P450)及其介导抗性的分子基础的研究进展。细胞色素：P450在转录水平上的过量表达是P450介导抗性的主要机制,P450的氨基酸残基改变也可能改变昆虫的抗药性。     

孟氏隐唇瓢虫细胞色素P450基因的克隆与序列分析

采用同源克隆和RACE技术,从孟氏隐唇瓢虫Cryptolaemus montrouzieri Mulsant中克隆到细胞色素P450CYP9Z401基因的c DNA全序列(Gen Bank number:KP164813)。c DNA全长1722 bp,包含3'非编码区域(UTR)为86 bp和5'UTR为49 bp,开放阅读框(ORF)长1587 bp,编码528个氨基酸。预测的分子量为61.27 k D,理论等电点为6.58,无信号肽结构,在2-20氨基酸处存在跨膜螺旋。该基因拥有细胞色素P450特征序列螺旋C、螺旋K和Meander区域,另外还有血红素结合区(1个氨基酸差异)和螺旋I区(2个氨基酸差异)。与其他昆虫的CYP9家族基因比较,与赤拟谷盗Tribolium castaneum同源性最高,为47%,系统发育分析也表明两者的亲缘关系最近。CYP9Z401基因的克隆和比较分析为进一步深入研究孟氏隐唇瓢虫的细胞色素P450基因功能及其进化具有重要意义。     

亚致死剂量毒死蜱对飞蝗细胞色素P450酶活性及基因表达的影响

【目的】研究有机磷杀虫剂毒死蜱对飞蝗体内细胞色素P450的影响。【方法】采用酶活力测定法和实时定量PCR技术分别研究了毒死蜱3种亚致死剂量(LD_(10)、LD_(30)和LD_(50))处理飞蝗3龄幼虫24 h后,体内细胞色素P450酶活性及CYP409A1和CYP408B1基因表达量的变化。【结果】不同亚致死剂量毒死蜱处理引起细胞色素P450活性显著性降低,分别为对照组的0.68、0.50和0.62倍。同时通过mRNA水平表达的差异比较显示,飞蝗的两个P450基因CYP409A1和CYP408B1的表达受到抑制,均出现表达量减少的现象。【结论】某些细胞色素P450基因表达受不同亚致死剂量毒死蜱的抑制而使酶的量被降低,从而造成飞蝗整体细胞色素P450酶活性的下降。     

植物细胞色素P450

对植物细胞色素P450(CYP450)基因的分离,植物CYP450在苯丙烷类物质、芥子油苷及IAA和萜类等物质的生物合成中的功能,以及对天然生物合成与人工合成物质的解毒功能等研究进展作了简要的综述。指出分离植物细胞色素P450基因,并对其生物学功能进行分析以及植物细胞色素P450降解除草剂的机制及其在环境生物修复等方面的应用是今后一段时间内植物CYP450领域的研究热点。     

昆虫细胞色素P450与抗药性关系研究进展

细胞色素P450单加氧酶系是一类广泛分布于生物有机体中的重要酶系,它能够代谢多种内源性物质和外源性物质,因其生物学的重要性,一直是生物学领域研究的一个重要对象.本文综述了昆虫细胞色素P450目前的一些研究进展,介绍了其与昆虫抗药性之间的关系,并阐述了细胞色素P450介导抗性的分子基础.     

细胞色素P450酶系与除草剂代谢

细胞色素P450是广泛存在于动物、植物和微生物体内的一类具有混合功能的血红素氧化酶系。它不但能够催化苯丙烷类、萜类化合物和脂肪酸等内源性物质的生物合成 ,而且参与许多外源性物质包括除草剂等的生物氧化。综述了代谢除草剂的细菌、哺乳动物和植物细胞色素P450酶系 ,概述了细胞色素P450酶系参与除草剂代谢的作用方式 :脱烷基化作用、环甲基化羟基化作用和芳环的羟基化作用等。这些细胞色素P450酶系在培育除草剂抗性作物、生物安全和生物修复方面表现出了巨大的潜能     

原核生物细胞色素P450酶系及其应用

细胞色素P450酶系广泛分布于各种生物中,它们通常由一组基因超家族编码并含有血红素,能够催化一系列化学反应,具有多种生物学功能。特别是原核生物P450酶在催化内源性和外源性化合物的反应中具有重要的工业生产应用价值,成为近年来P450酶系研究的热点。本文对近年来原核生物P450酶系的重组表达和生物催化领域的研究进展进行综述。     

细胞色素P450与除草剂抗性转基因植物

介绍了除草剂代谢有关的细胞色素P450基因及其应用,已从动植物体中分离具有除草剂代谢活性的细胞色素P450基因,通过转基因方法,成功培育出抗除草剂的转基因植物。     

昆虫细胞色素P450基因的多样性、进化及表达调控

细胞色素P450单加氧酶（cytochrome P450 monooxygenases, P450s）是由多个功能相关的亚铁血红素 硫醇盐蛋白基因组成的一个基因超家族, 在各种内源和外源物质的代谢中起着主要作用。目前GenBank中注册的昆虫P450基因序列已超过1 000个, 其中双翅目占序列总数的74%, 鳞翅目占序列总数的16%。而昆虫P450基因序列已克隆的全长序列中大部分属于CYP4和CYP6家族, 两个家族成员分别占总数的20%和45%。利用GenBank中现已注册的昆虫P450基因的cDNA全长序列进行比对并绘制进化树, 揭示不同种类昆虫P450的亲缘关系。结果显示基于P450基因的昆虫部分目的进化关系与大部分先前依据其他分子数据或形态分类学得到的昆虫系统进化关系基本吻合。现有研究表明, 细胞色素P450基因的表达可能受顺式作用元件(cis-acting element)、反式作用因子(trans-acting factor)或两者共同调控, 调控可能涉及转录增强的转录机制或mRNA稳定性增加的转录后机制。     

烟草细胞色素P450的基因组学分析

细胞色素P450是一类含血红素的单加氧酶超基因家族, 在植物多种代谢途径中起着重要作用。为了解烟草中的P450的种类和数量, 文章将植物代表性P450蛋白质序列与烟草基因组序列比对, 在烟草基因组中鉴定了44个P450家族共263个成员。将这些烟草P450基因与烟草表达序列标签(EST)比对, 发现173个成员有EST证据。通过与拟南芥中已知的P450蛋白序列比较, 分析了部分烟草P450蛋白序列的特征和二级结构。根据烟草基因芯片数据和部分基因的RT-PCR结果, 发现73个烟草P450基因能够在不同的生长发育时期表达, 其中部分基因具有组织特异性。这些研究结果为烟草P450基因功能的深入分析奠定了基础。     

棉铃虫不同发育阶段微粒体P450酶系组成和活性的比较

比较了棉铃虫Helicoverpa armigera 6龄幼虫、蛹、成虫微粒体P450单加氧酶系组成及其活性。P450含量在6龄幼虫中肠>（脂肪体=蛹）>成虫,NADPH-细胞色素还原酶在幼虫中肠>幼虫脂肪体>蛹>成虫;6龄幼虫脂肪体微粒体与蛹脂肪体微粒体P450含量相近,但NADPH-细胞色素还原酶活性前者是后者的4.2倍;成虫微粒体的细胞色素P450和NADPH细胞色素P450还原酶含量很低,几乎未检测出。用对-硝基苯甲醚和艾氏剂为底物测定P450酶系活性表明,与6龄幼虫相比,蛹和成虫具有极低的单加氧酶活性,其O-脱甲基酶活性未检出,艾氏剂环氧化酶活性比幼虫低2～3个数量级。     

昆虫基因启动子及细胞色素P450基因启动子研究进展

细胞色素P450是一类重要的解毒酶系。昆虫在各种内源或外源性有毒物质的胁迫下,通过调控体内细胞色素P450的过表达,对有毒化合物进行解毒代谢,从而适应不利环境。在昆虫体内,P450基因表达的调控主要发生在转录水平上,启动子作为基因的一部分,能够与RNA聚合酶结合形成转录起始复合体,进而控制基因表达的起始时间和表达程度。基于此,就昆虫启动子的分析及功能验证的主要方法、昆虫启动子的结构特征及昆虫细胞色素P450基因启动予的一些研究进展进行概述,以期为昆虫细胞色素P450基因启动子的深入研究提供借鉴。     

细胞色素P450催化二甲基亚硝胺C-H键羟基化机理的理论研究进展

细胞色素P450是广泛存在于哺乳动物微粒体和线粒体内的一类亚铁血红素—硫醇盐蛋白的超家族。它参与内源性物质和包括药物、环境化合物在内的外源性物质的代谢。其代谢机理引起人们的极大关注,同时也存在诸多挑战。通过对不同底物代谢机理的研究有助于人们深入认识P450的结构及其催化机理,还可以为物质的体内代谢提供理论指导。本文主要对P450的催化氧化机制,二甲基亚硝胺在细胞色素P450作用下的代谢机理研究进展及P450的活性氧化物等方面的研究进行了综述。     

细胞色素P450 2B4的结构及其催化反应

细胞色素P450是广泛存在于动物、植物和微生物中的含亚铁血红素单加氧酶,参与致癌作用和药物代谢、类固醇激素合成、脂溶性维生素代谢、多不饱和脂肪酸转换为生物活性分子等生理过程。P450能够催化完成伯、仲碳氢键羟基化、烯烃和芳烃环氧化、碳碳键耦合和断裂、α羟基化(去烷基化和杂原子氧化)、还原、1,2-迁移(卤素、氢和苯)等有机反应。本文综述了P450 2B4的结构与功能,讨论了细胞色素P450 2B4的活性中心和底物识别位点、与底物反应和产物释放的机理,以及P450在有机合成中的应用。