CPR和P450基因在昆虫抗药性中的作用研究进展

P450酶系在昆虫代谢农药中有重要作用,NADPH-细胞色素P450还原酶（NADPH-cytochrome P450 reductase,CPR）和细胞色素P450（P450）在该酶系起核心作用。昆虫具有P450超基因家族,但只有一个单一的CPR基因,CPR是昆虫所有参与农药代谢的P450酶的唯一电子供体,其影响P450活性。P450基因的高水平表达在害虫抗药性中具有重要作用,P450基因介导的昆虫抗药性是最重要的代谢抗性类型。不同P450基因的高表达的调控机制不同,引起P450基因过量表达的原因可能有P450基因的编码区突变、顺式作用元件和反式作用因子变化、基因扩增等。细胞色素P450介导的抗药性存在一定程度的进化可塑性,即同种昆虫不同种群对相同的农药产生抗药性时,导致抗性产生的P450基因不同;同一昆虫品系在某种农药的抗性选择压力下,影响抗性的P450基因的种类和表达特性会随着持续的农药选择而发生变化。最近的研究显示,CPR的变异和昆虫抗药性相关,但是昆虫CPR基因介导抗药性的机制还缺乏深入研究。全面阐释P450酶系介导昆虫抗药性的机制、建立基于P450基因表达量变化与CPR突变的抗性分子标记,对于害虫抗药性治理具有重要意义。     

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。     

细胞色素P450介导的昆虫抗药性的分子机制

细胞色素P450(简称P450) 对杀虫剂的代谢作用直接影响到昆虫对杀虫剂的耐受性和杀虫剂对昆虫的选择性,由P450介导的杀虫剂代谢解毒作用的增强是昆虫产生抗药性的常见而重要的机制。P450介导的杀虫剂代谢抗性具有普遍性、交互抗性与进化可塑性的特点,涉及P450基因重复与基因扩增、基因转录上调以及结构基因的变异等多样化的分子机制,并且多重机制的共同作用可以导致高水平抗药性。这些研究发现说明,无论是昆虫抗药性机制的研究,还是抗药性监测与治理都要有动态的、因地制宜的理念。     

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。     

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。     

灰飞虱唾液腺三大解毒酶家族的转录组分析

灰飞虱Laodelphax striatellus （Fallén）是危害多种禾本科经济作物的重要刺吸式害虫。唾液腺对刺吸式口器昆虫取食植物尤其重要, 其分泌的唾液可以帮助刺吸式口器昆虫刺穿植物、 消化食物、 解毒植物的次生物质。细胞色素P450单加氧酶（cytochrome P450 monooxygenase, P450）、 谷胱甘肽S 转移酶（glutathione S transferase, GST）和羧酸酯酶（carboxylesterase, CarE）是昆虫主要的解毒酶系。为了分析解毒酶基因在灰飞虱唾液腺中的表达谱, 本研究对灰飞虱成虫唾液腺进行转录组测序、 重头组装和注释, 并与豌豆蚜Acyrthosiphon pisum和西方蜜蜂Apis mellifera的同源蛋白进行系统发育分析。发现有9个谷胱甘肽S 转移酶（glutathione S transferase, GST）基因、 22个羧酸酯酶（carboxylesterase, CarE）基因和39个细胞色素P450单加氧酶（cytochrome P450 monooxygenase, P450）基因在灰飞虱唾液腺中表达。通过对同源蛋白进行系统发育分析, 发现灰飞虱唾液腺大部分的CarE是参与消化/解毒和激素/信息素的加工, 而参与神经/发育的CarE很少; 灰飞虱唾液腺表达的P450基因远远少于豌豆蚜和西方蜜蜂基因组的P450基因数, 且只有CYP6和CYP4家族的成员; GST家族在3种昆虫的保守性最高。研究结果为灰飞虱对寄主植物和杀虫剂的适应性研究奠定了基础。     

细胞色素P450调节肝脏药物代谢的途径

大量研究认为细胞色素P450与药物性肝损伤的病理生理过程密切相关,对其在肝损伤的作用已成为当前研究的一个热点.主要介绍细胞色素P450与药物性肝损伤的相关研究进展.     

玉米螟P450基因cDNA的克隆及植物次生物质对其诱导表达

昆虫细胞色素P450是一类在生物代谢中起重要作用的基因家族,承担着许多重要的生 理功能,包括对植物次生物质代谢和杀虫剂解毒等.本研究以玉米螟5龄幼虫中肠的总RNA为 模板,根据不同昆虫P450基因家族保守氨基酸序列,设计并合成简并引物,利用RT-PCR扩 增出了玉米螟细胞色素P450基因cDNA片段,将其克隆到pMD19 T载体进行序列测定.测序获得了编码213个氨基酸残基的641 bp的DNA片段,命名为OfP450(GenBank登录号：EU807990) ;与已公布的棉铃虫、家蚕、欧洲防风草结网毛虫、小菜蛾和黑腹果蝇等的细胞色素P450氨基酸序列进行比较,其一致性分别为55％、50％、49％、44％和31％.将植物次生物质棉酚、丁布添加入人工饲料中,对玉米螟进行了饲喂实验,采用优化半定量RT-PCR,以18S rRNA为内标,RT-PCR检测进食棉酚、丁布植物化合物的玉米螟中肠P450基因的转录. 结果表明,其转录水平能被棉酚、丁布显著诱导. 提示本实验克隆的玉米螟细胞色素P450对植物次生物质的代谢作用与P450表达量呈正相关.该研究为下一步将植物介导的RNA干扰技术应用于害虫生物防治提供坚实的基础.     

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。     

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P-450基因特点及研究现状

细胞色素P－450在生物体内的重要作用和功能正日益受到人们的关注,尤其是在药物代谢和致癌机理的研究中引起了人们的广泛兴趣。人们对P－450的研究已深入到基因水平,目前被克隆测序的P－450cDNA已多达300种以上,而且不断有其在体外表达的报道。这主要基于把人、鼠、兔、猴、狗等高等动物作为研究对象[1,2]。虽然,人们很早就认识到P－450在昆虫体内代谢外源性物质和产生抗药性过程中的重要作用,但对昆虫P－450基因的研究起步较晚,目前尚只对少数几种昆虫的P－450研究深入到基因水平。本文简要介绍近年来昆虫P－450基因的研究现状…     

飞蝗解毒酶系活力测定方法

飞蝗Locusta migratoria是重要的农业害虫,代谢抗性是飞蝗主要的农药抗性机制之一。与代谢抗性相关的解毒酶系主要有:非专一性酯酶系(Non-specficesterases,ESTs)、谷胱甘肽S-转移酶系(Glutathione S-transferases,GSTs)和细胞色素P450单加氧酶系(Cytochrome P450 monooxygenases,P450s),解毒酶系活力的测定是研究飞蝗农药代谢机制的重要途径。本文详细介绍了飞蝗解毒酶系的测定方法,为蝗虫及其他昆虫解毒酶系的测定提供参考。     

利用杆状病毒Bac-to-Bac系统在Sf9细胞中表达真菌细胞色素P450nor

利用BactoBac杆状病毒载体表达系统将真菌细胞色素P450nor基因克隆至转移载体pFastBac1中, 得到重组质粒pFastBacP450nor, 再将其转化进入含穿梭载体Bacmid的受体菌DH10Bac中发生转座作用, 得到含P450nor基因的重组穿梭载体rBacmid pAcP450nor。分离提取重组Bacmid DNA, 并转染培养的昆虫细胞Sf9, 得到重组病毒rAcp450nor。经酶切和PCR 鉴定, 细胞色素P450nor基因正确地插入到病毒基因组的多角体蛋白基因启动子下, SDSPAGE分析证明：表达蛋白的分子量为43kD左右。Western blotting分析结果表明：有一条特定的杂交带存在, 且分子量相同（约43kD）。进一步证明了含有真菌细胞色素P450nor基因的重组表达载体和重组病毒构建成功,并在昆虫细胞Sf9中实现了高效表达, 经MTT法测定表达的细胞色素P450nor具有还原NO的生物学活性。     

昆虫抗药性相关细胞色素P450基因的表达调控机制

杀虫剂的频繁持续使用,必然导致昆虫产生抗药性。大量研究事例表明参与杀虫剂解毒的细胞色素P450(简称P450)过量表达是昆虫对不同类型杀虫剂产生抗性的重要原因,但目前人们对P450基因过量表达机制的认识还非常有限。近十年来,随着生命科学与相关研究技术的发展,有关昆虫P450基因表达调控机制的研究取得了实质性的进展。本文综述了这一研究领域的重要发现。除了基因重复或基因扩增导致的P450基因拷贝数增加外,P450基因在转录层面的上调表达是P450介导抗药性的普遍且重要的机制。P450基因的转录上调由顺式调控元件与反式作用因子相互作用得以实现。现已发现了几种不同类型的转录因子(CncC, CREB和核受体等)对昆虫P450表达的直接调控,也鉴定了间接调控P450表达的作用因子如G蛋白偶联受体及其下游效应子。ncC:Maf/Keap1是抗药性相关P450基因表达的重要而普遍的调控途径。越来越多的事例表明小RNA在昆虫P450的表达调控中起重要作用。现有的研究结果揭示了昆虫P450基因调控因子和信号转导通路的多样性及调控机制的复杂性。     

植物细胞色素P450基因的异源表达系统研究进展

细胞色素P450氧化酶是一类具有多种催化功能含血红素的氧化酶系。由于参与多种类型的氧化反应,在植物生命活动中有重要功能,其研究一直受到重视。自1990年第一个植物P450基因成功克隆以来,到2002年年底,已有600多个P450基因被克隆,有100多个基因在细菌、酵母、杆状病毒昆虫细胞等异源表达系统中成功表达并鉴定了功能。拟对植物P450的大肠杆菌、酵母、杆状病毒昆虫细胞表达系统的特点进行比较,对在各表达系统中成功表达并进行了功能鉴定的植物P450进行归纳,并对目前植物P450异源表达的现状和应用进行概述。     

五种鳞翅目害虫中抗药性相关基因的转录组学分析

随着测序技术的发展,昆虫转录组数据不断积累,在昆虫学研究中的应用也越来越广泛。在害虫抗药性的研究中,转录组数据分析也是重要的最新研究手段。本文通过对5种鳞翅目害虫转录组的生物信息学分析,鉴定出13种与抗药性相关的基因,发现细胞色素P450基因序列数量最多,共887条。另外,谷胱甘肽S-转移酶、鱼尼丁受体、氨肽酶N、糖基转移酶相关的基因序列多于100条。同时,对这5种鳞翅目昆虫中部分Bt受体相关的基因做了多序列比对和进化分析。分析认为,从多物种、多基因的角度提出对农药抗性的系统性研究,是害虫抗性研究的发展趋势。     

细胞色素P450基因的命名及其基因表达的调控

<正> 作者于1990年对细胞色素P450的分子特征和光谱特征、P450的多样性、诱导性及其分子机理、以及P450在昆虫的适应性和抗药性中的作用作了介绍。如前二文所述,在动物、植物、微生物等生物体内都存在着许多种不同的细胞色素P450(以下简称P450)。这些含血红素的蛋白能催化许多种不同亲脂底物的加单氧反应,其氧化产物可能成为无毒物质,     

细胞色素P450介导的果蝇抗药性研究进展

细胞色素P450 (cytochrome P450, CYP450)超基因家族是由一些数量多而功能复杂的血红蛋白酶基因所组成,该代谢酶系作为一种几乎地球上所有需氧生物都存在的重要生存策略,可以调控多种内源物质及外源化合物的代谢,参与了众多重要的生命过程,代谢解毒作用是该酶系重要功能之一。细胞色素P450的代谢解毒作用受药物影响,机体通过改变基因表达量,实现增强代谢解毒,加快机体对于有害物质的代谢,从而使得机体对有害环境产生一定的适应性,进而使得机体产生耐药性或抗药性。本研究说明果蝇细胞色素P450介导的杀虫剂类药物代谢机制及代谢抗性的特点等方面的研究,对明确果蝇的抗药性机制研究具有参考意义。     

棉铃虫细胞色素研究取得新进展

棉铃虫Helicoverpa armigera是重要的农业害虫,危害多种作物。棉铃虫具有广泛的寄主并对常用杀虫剂产生了抗药性是其大发生的两个重要因素。以细胞色素P450为代表的解毒酶系对植物次生物质和杀虫剂等外源性化合物的代谢解毒作用被认为是棉铃虫化学防御的主要武器,在棉铃虫对环境的适应中起着非常重要的作用。由于细胞色素17450在研究技术上难度较大,至今有关棉铃虫细胞色素P450种类、结构、功能和调控的知识还非常缺乏。