细胞色素P-450酶系的研究进展

<正> 细胞色素P-450酶系(简称P-450)因其在内源性和外源性的化学物质尤其对各种杀虫剂和环境有害化学物质的氧化代谢方面起着重要的作用,而受到广泛的重视。该酶系还在昆虫对杀虫剂的抗性机制以及选择毒性中,昆虫对寄主植物的适应性等方面都起着重要作用。     

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.     

棉铃虫对菊酯类杀虫剂抗药性的神经电生理研究

本文用神经电生理方法研究了氰戊菊酯、氯菊酯对棉铃虫Helicoverpa armigera(Hubner)相对敏感(HD-S)种群和抗性(HJ-R)种群的神经毒理作用。10^-5mol/L的氰戊菊酯、10^-5mol/L的氯菊酯诱发腹神经索自发发放频率的增加和随后的神经传导阻断,10-^-5mol/l的氯菊酯抑制HD-S种群的神经兴奋,直接阻断神经传导。以兴奋时间、神经传导阻断时间、对药剂作用反应时间的个体分布频率3个参数比较两种群对杀虫剂的反应,均发现HJ-R种群比相对HD-S种群表现了2～3倍的神经不敏感机制,并且发现这种神经不敏感机制对毒理I型和Ⅱ型拟除虫菊酯同样有作用。     

细胞色素P-450在昆虫的适应性和抗药性中的作用

<正> 前文介绍了细胞色素P-450的分子特性和光谱特性、P-450的多样性、诱导性及其分子机理。鉴于这些特性对药剂的代谢、选择毒性、对寄主植物的适应性以及抗药性的重要性,本文简要地介绍细胞色素p-450(简称P-450)是如何发挥其保护作用的,以及与昆虫化学防治的关系。 一、P-450对昆虫的保护作用     

细胞色素P-450研究概况

肝细胞色素P-450是人及动物体内,代谢内源性及外源性化合物的一族酶,其氧化药物的机制已被进一步阐明,并发现P-450虽可使大多数外源性化合物代谢解毒,但也与某些药物的毒性作用以及化学致癌有关。现已证明,肝内有多种形式的P-450,分别为不同的诱导剂所诱导。它们在光谱特性、底物特异性以及催化反应等方面有明显的区别,并证明酶的诱导是由特定基因调节的。此外,近年来多种P-450的分离分析方法也有了一定的提高。     

细胞色素P-450研究概况

肝细胞色素P-450是人及动物体内,代谢内源性及外源性化合物的一族酶,其氧化药物的机制已被进一步阐明,并发现P-450虽可使大多数外源性化合物代谢解毒,但也与某些药物的毒性作用以及化学致癌有关。现已证明,肝内有多种形式的P-450,分别为不同的诱导剂所诱导。它们在光谱特性、底物特异性以及催化反应等方面有明显的区别,并证明酶的诱导是由特定基因调节的。此外,近年来多种P-450的分离分析方法也有了一定的提高。     

棉铃虫细胞色素P450的分子生物学

棉铃虫 [Ｈｅｌｉｃｏｖｅｒｐａａｒｍｉｇｅｒａ(ｚｅａ) ]属鳞翅目夜蛾科 ,是一种寄主范围广、危害严重的世界性农业害虫。由于长期以来主要依靠化学防治 ,棉铃虫已对拟除虫菊酯、有机磷、氨基甲酸酯等多种类型的农药产生不同程度的抗性 ,给工农业生产带来巨大损失。对棉铃虫抗性机制研究发现 ,细胞色素Ｐ45 0酶系 (以下简称Ｐ45 0酶系 )代谢活性的增强是一个很重要的原因。作为Ｐ45 0酶系的重要组分 ,细胞色素Ｐ45 0 (简称Ｐ45 0 )是一类由基因超家族编码的同工酶。由于难以从昆虫体内分离出单一型Ｐ45 0 ,用传统的酶学和代谢方法很难对…     

微粒体细胞色素P-450、NADPH-细胞色素P-450还原酶的纯化与重组活性

经苯巴比妥钠诱导的雄性大白鼠的肝微粒体纯化的细胞色素P-450同功酶组份,经SDS-PAGE鉴定呈电泳纯,分子量为55kD。部分纯化的NADPH-细胞色素P-450还原酶,含72和77kD两个蛋白质组分。上述细胞色素P-450和NADPH-细胞色素P-450还原酶与卵磷脂制备的脂质体重组后的活性试验表明,对艾氏剂有环氧化作用,对环已烷有羟化作用,对溴氰菊酯的羟化作用微弱。当重组系统中缺少细胞色素P-450组份时,对环已烷不再起作用。同时还研究了纯化的细胞色素P-450的光谱特性。     

杨树细胞色素P450类固醇单加氧酶(CYP90)基因的克隆与分析

拟南芥的CPD基因编码一种与植物油菜素内酯(brassinosteroids,BRs)生物合成有关的细胞色素P450类固醇单加氧酶(CYP90 )。为探讨油菜素内酯这类新型植物激素在多年生木本植物中生物合成及作用的分子机理,以拟南芥CPD基因的一个cDNA片段为探针,从一种杂交杨 (Populustremula×tremudelois)的cDNA文库中分离出一个长 1 442bp的cDNA片段,然后再以这个cDNA的 5′区为探针,从这种杂交杨的基因组文库中分离出一个长 1 900bp的基因组DNA(gDNA)片段。测序结果表明,这段cDNA的 5′区与这段gDNA的 3′区重合; 由这段cDNA和gDNA组成的读框编码一个由 476个氨基酸组成的分子量为 63kD的蛋白质。该蛋白与拟南芥CYP90的同源性为 78 32%,比后者仅长 4个氨基酸,在所有已知的功能结构域,其中包括与BR生物合成密切相关的类固醇结合位点,也具有较高的同源性,表明CPD基因在一年生的草本和多年生的木本植物之间具有很高的保守性。系统树分析还表明,CYP90蛋白与番茄和玉米的矮化基因产物、鱼的all trans retinoicacid4 hydroxy lase及微澡青菌(Synechocystissp. )的细胞色素P450在进化上有较密切的联系。     

CYTOCHROME P450 MONOOXYGENASES ASSOCIATED WITH PYRETHROID RESISTANCE IN HELICOVERPA ARMIGERA (HÜBNER)

Abstract  The relationship between the cytochrome P-450 (cytP⁴⁵⁰ monooxygenase and insecticide resistance mechanisms in Helicoverpa armigera was studied. The level of cytP450 and activity of p -ni-troanisole ( p -NA) O-demethylase in resistant strain were 1. 71 times and 2. 21 times respectively higher as compared with those of the susceptible strain. Aldrin epoxidase activity showed 1. 35 fold strain difference. Therefore aldrin epoxidase might not be important for H. armigera resistance mechanism, the level of cytP450 and activity of p -NA O-demethylase might play a vital role in H. armigera resistance mechanisms. The reason of different resistance mechanisms among different H. armigera resistant strains is discussed.     

棉铃虫对拟除虫菊酯抗性稳定性研究

研究棉铃虫Helicoverpa armigera (Hubner)对三种拟除虫菊醌（氰戊菊酯、溴氰菊酯、功夫菊酯)的抗性稳定性及敏感性恢复表明,即使棉铃虫对氰戊菊酯的抗性达到3166.3倍以上,抗性仍不稳定,经14代室内饲养后抗性下降为61.4倍;对一系列田间抗性种群的抗性稳定性研究后发现,棉铃虫对这三种拟除虫菊酯的抗性不稳定,在没有杀虫剂选择的情况下,开始几代抗性下降较快,当下降到一定水平(2～9倍)后,抗性比较稳定,很难完全恢复对拟除虫菊酯的敏感性。     

棉铃虫6龄幼虫中肠与脂肪体微粒体P450酶系的比较

报道了棉铃虫6龄幼虫中肠和脂肪体微粒体P450酶系的组成与加单氧酶活性。与脂肪体微粒体相比,中肠策粒体具有更高的细胞色素P450,细胞色素b5和NADPH－细胞色素P450还原酶含量,表现出较高的艾氏剂环氧化酶和对－硝基苯甲醚O－脱甲基酶活性。SDS－PAGE电泳显示,中肠与脂肪体微粒体介于P450分子量范围内（45－60kDa)的蛋白图谱有所不同,反映出中肠和脂肪体微粒体蛋白组成存在差异。通过对－硝基苯甲醚O－脱甲基酶的动力学分析发现脂肪体微粒体的对－硝基苯甲醚O－脱甲基酶对底物有更强的亲和性,表明不同组织来源的P450同功酶存在质的不同。     

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。     

棉铃虫抗药性的生理生化机制研究

本文报道了棉铃虫Helicoverpa armigera田间抗性种群对杀虫剂抗药性的生理生化机制。抗性种群(HJ-R)5龄幼虫羧酸酯酶、谷胱甘肽转移酶、多功能氧化酶活力均明显高于相对敏感种群(HD-S)。两种群乙酰胆碱酯酶对杀虫剂敏感性没有显著差异。HJ-R种群的腹神经索对氰戊菊酯表现了2-3倍的神经不敏感性。HJ-R种群对氨基甲酸酯类杀虫剂的抗性主要是由代谢机制引起,其中多功能氧化酶可能起主导作用;对菊酯的抗性是由多功能氧化酶、酯酶、以及神经不敏感性几个因子综合作用的结果。     

棉铃虫对氰戊菊酯抗性遗传分析

本文采用剂量对数-死亡机率值回归线(LD-P线)分析法, 利用室内选育的棉铃虫 Heliccverpa armitera(Hubner)对氰戊菊酯抗性晶系和敏感品系,研究了棉铃虫对氰戊菊酯的抗性遗传规律。结果表明,棉铃虫对氰戊菊酯的抗性为多基因遗传,其主要基因为不完全显性,抗性不属性连锁遗传。利用增效剂对抗性机理进行的研究表明,多功能氧化酶(MFO)是棉铃虫对氰戊菊酯产生抗药性的主要因子,因此,可以推断多功能氧化酶基因为不完全显性。     

MOLECULAR MECHANISMS OF TARGET RESISTANCE IN THE ORGANOPHOSPHATE- AND PYRETHROID-RE-SISTANT HELICOVERPA ARMIGERA (HUBNER)

Abstract  The molecular mechanisms of target resistance, i. e. acetyicholinesterase (AChE) and sodium channel insensitivity, in the organophosphate(0P)- and pyrethroid(Py)-resistant (R) Helicoverpa armigera were investigated. The activity and V_max of AChE from R strain were 1.09– and 1.23-fold of the susceptible(S) strain respectively, but the K_M value of AChE in R strain was only 0.67-fold of S stain. The K_i values of AChE from the R strain were 0.44 for DDVP and 0.50 for malathion respectively, as compared with those of the S strain. These data showed that the AChE from R strain might be qualitatively altered. The knockdown resistance ( kdr ) of the resistant H. armigera was also identified by PCR technique. The fragments of IIS6, linker of 11–111 and a part of IIS5-IIs6 in the sodium channel were cloned and sequenced, and then compared to amino acid sequences from the R and S strains. and other insect species. There was no difference to be found at amino acid level in the above fragments cloned. It was suggested that the Rdr was not involved in the resistance of R strain.     

THE ROLE OF PHOSPHOTASE AND ACETYLCHOLINESTERASE IN RESISTANCE TO PHOXIM IN HELICOVERPA ARMIGERA

Abstract The resistance mechanism underlying phoxim resistance was investigated through biochemical assays. The results show that there are marked relations between the phosphatase activity and resistance to phoxim. Furthermore, there is a significant difference in the K _i values of AChE between the two strains and it is inferred that the change in ability of binding to phoxim is a mechanism responsible for resistance to phoxim. The metabolic inhibitors Triphenyl Phosphate (TPP) and O,O-diethyl-O-phenyl-thiophosphate (SV₁) displayed significant synergism of phoxim toxicity to the two strains. It implied that esterase might be involved in resistance. However, there is no marked correlation between resistance and CarE.     

棉铃虫幼虫中肠微粒体P450差光谱与O-脱甲基酶的酶学特征及其可诱导性

棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)幼虫中肠微粒体制备液的CO差光谱在450 nm有吸收峰,P450含量为(687±11) pmol/mg。中肠750 g离心的上清液的O-脱甲基酶活性在酶量相当5个中肠、反应时间30 min内与酶量和反应时间呈线性关系;最适Ph值在7.8, 最适温度为20～25℃。酶系对底物对硝基苯甲醚的O-脱甲基活性的Km=1.23 mmol/L, V_max=2.54 nmol对硝基酚/(mg·min)。NADPH为酶活的重要因子,离体测定时,O-脱甲基酶在无外来NADPH的活性仅为加0.25 mmol/L NADPH 的16%。在反应体系中加入1.5% BSA明显促进产物的生成。P450的专一性抑制剂PBO浓度达到1 mmol/L时,可抑制酶90%的活性。棉铃虫取食含0.25%苯巴比妥钠的食物72 h后,O-脱甲基酶活性是对照组的1.73倍。