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。     

链霉菌P450蛋白酶电子传递途径和全细胞转化系统

综述了链霉菌P450酶参与的生物转化反应,P450酶催化生物合成的电子传递途径,并对构建链霉菌P450酶全细胞系统以及该系统的功用与优化进行讨论。     

昆虫细胞色素P450研究:P450酶系的可诱导性

细胞色素Ｐ４５０酶系是生物体中的一类重要的代谢酶系,它的一个重要特征是它的可诱导性［１］。自Ｂｒｏｗｎ等［２］发现一定的化合物可以促进ＭＦＯ的活性以来,诱导现象得到深入细致地研究,并成为了解Ｐ４５０分子遗传学的工具［３］。诱导是指通过暂时的、加速合成产生正常水平以上的附加蛋白的现象［４］。昆虫中诱导现象的首篇报道是ＡｇｏｓｉｎａｎｄＤｉｎａｍａｒｃａ［５］,他们发现施用ＤＤＴ于侵扰锥猎蝽Ｔｒｉａｔｏｍａｉｎｆｅｓｔａｎｓ（Ｋｌｎｇ）这种吸血昆虫时,昆虫的ＮＡＤＰ含量上升,后来Ｍｏｒｅｌｌｏ［６］…     

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     

细胞色素P450酶系循环催化的新途径

细胞色素P45 0酶系的循环催化反应需要电子供体NADPH或NADH等辅助因子系统 ,因此它在实际应用中受到制约。用电极电解或锌粉作电子供体取代NADPH辅助因子可以获得与NADPH相似的底物转换率。此外 ,还讨论了P45 0的“定向进化”产生的突变体在无NADPH等辅助因子存在下 ,通过“过氧化物途径”使底物羟基化。     

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。     

链霉菌细胞色素P450研究进展

链霉菌中存在大量的细胞色素P450,它们在链霉菌次生代谢产物的生物合成和外来化学物质代谢过程中发挥了重要作用.本文综述了链霉菌中发现的细胞色素P450及其功能的研究进展,分析了存在的问题和研究应用前景.     

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。     

VD_3羟化酶及其电子传递链的体外构建及活性研究

活性维生素D_3具有广泛生理活性及药用价值,利用分子操作技术,在大肠杆菌细胞中重组表达VD_3羟化过程的关键酶体系,是实现活性维生素D_3生物法合成的有效手段。构建了来源于自养无枝酸菌(Pseudonocardia autotrophica)VD_3羟化酶(Vdh,EC 1.14.13.159)及来源于不动杆菌(Acinetobacter sp.OC4)的铁氧还蛋白Fdx及铁氧还蛋白还原酶FdR的重组表达载体p ET28b-Vdh、p ET28b-FdR-Fdx,以大肠杆菌为宿主细胞,体外诱导表达并通过镍柱纯化三种蛋白质,通过CO差光谱法评价羟化酶Vdh体外活性,并利用2,6-二氯靛酚钠(DCIP)和细胞色素c作为电子受体评价电子传递链FdR-Fdx对NADH和NADPH的氧化活性及与羟化酶Vdh的偶联作用,最后利用Vdh及其电子传递链催化维生素D_3的选择性羟化合成25(OH)VD_3。     

细胞色素P450药物代谢酶系表观遗传调控机制研究进展

细胞色素P450药物代谢酶基因多态性已被公认是导致临床上个体间药物反应差异的重要原因,然而这一理论无法完全解释个体间某些P450酶亚型的基因型和表型不一致的现象。表观遗传学调控因素为解决上述问题提供了新的思路和方法。本文综述了DNA甲基化,组蛋白修饰,miRNA的调节等表观遗传机制对P450药物代谢酶基因表达影响的研究进展。关于这方面的研究将为揭示个体间P450酶差异性表达的实质提供新的视角,并有望为指导临床个体化用药提供更充分的依据。     

南沙链霉菌来源细胞色素P450酶CYP154C34的表征及生物转化

【目的】P450酶作为一种多功能生物催化剂,可在温和条件下高区域和立体选择性地催化复杂化合物中未活化的C-H键,因此P450酶在化工原料合成、环境污染物降解及药物合成等领域都具有重要作用。本文对南沙链霉菌基因组中的一个新颖的P450酶CYP154C34进行研究,通过构建异源表达和全细胞生物转化重组菌探究其功能。【方法】构建2种全细胞生物转化BL21(DE3)重组菌(含p ET28a-CYP154C34-RhFRED和pET28a-CYP154C34+pACYCDuet-Pdx/PdR)和1种异源表达BL21(DE3)重组菌(含pET28a-CYP154C34)。通过全细胞生物转化的方式筛选底物,分析催化功能及产物结构。比较2种全细胞生物转化重组菌和体外酶反应对底物的转化率。分析CYP154C34和不同底物及底物类似物的亲和力。【结果】通过底物筛选和产物鉴定发现CYP154C34可催化包括孕酮、睾酮、雄烯二酮在内的9种甾体化合物16α位羟基化。通过2种不同还原伴侣的全细胞体系及体外酶反应对底物转化率的比较,发现含有pET28a-CYP154C34-RhFRED的BL21(DE3)重组菌的...     

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。     

细胞色素P450酶催化反应动力学研究进展

细胞色素P450是内质网膜上混合功能氧化酶系统的末端氧化酶,在生物体内分布广泛,主要催化机体内源和外源性物质在体内的氧化反应.细胞色素P450种类的多样性、催化反应类型的多样性以及底物的广谱性使其成为自然界最具催化作用的生物催化剂.在临床药物的生物学转化中,它参与大部分药物的生物氧化,因此具有重要的生物学意义.本文主要对细胞色素P450的催化反应机理,尤其是细胞色素P45催化下乙醇氧化的反应机理,及其在药代动力学方面的研究进行了综述.     

离体鼠肝细胞及P—450酶系与拟除虫菊酯类杀虫剂的的相互作用

经研究表明顺式氯氰菊酯．甲氰菊酯、氟氰菊酯、氰戊菊酯在正辛醇－水相中的分配系数分别为６．１３，５．５０，５．５５和４．０２。离体培养的大白鼠原代肝细胞上述杀虫（氟氰菊酯外）的吸收系数（ｑ值）分别为３２２．６，２８１．１，２０１．９。上述杀虫剂在离体培养的原代肝细胞中降解很快，湿育３０分钟后降解速率分别为９０．０％（顺式氯氰菊酯）、８６．２％（甲氰菊酯）、６９．５％（氰戊菊酯）。同时有明显的减少离体     

过氧化氢驱动的细胞色素P450酶研究进展

细胞色素P450酶在自然界中广泛存在,能催化多种类型的氧化反应,在有机合成和生物化工方面具有重要的应用潜力。尽管大多数P450酶通常需要辅酶和复杂的电子传递体系协助活化氧分子,一些P450酶也可以利用过氧化氢作为末端氧化剂,这极大地简化了催化循环,为P450酶的合成应用提供了一条新的简便途径。本文系统地介绍了几类过氧化氢驱动的P450酶催化体系,包括脂肪酸羟化酶P450SPα和P450BSβ、脂肪酸脱羧酶P450OleTJE、人工改造的羟化酶P450BM3和P450cam突变体、以及基于底物误识别策略的P450-H2O2体系。通过分析催化反应机制,本文探讨了P450-H2O2催化体系在目前存在的挑战和可能的解决途径,并对其进一步应用前景进行了展望。     

过氧化氢驱动的细胞色素P450酶研究进展

细胞色素P450酶在自然界中广泛存在,能催化多种类型的氧化反应,在有机合成和生物化工方面具有重要的应用潜力。尽管大多数P450酶通常需要辅酶和复杂的电子传递体系协助活化氧分子,一些P450酶也可以利用过氧化氢作为末端氧化剂,这极大地简化了催化循环,为P450酶的合成应用提供了一条新的简便途径。本文系统地介绍了几类过氧化氢驱动的P450酶催化体系,包括脂肪酸羟化酶P450SPα和P450BSβ、脂肪酸脱羧酶P450OleTJE、人工改造的羟化酶P450BM3和P450cam突变体、以及基于底物误识别策略的P450-H2O2体系。通过分析催化反应机制,本文探讨了P450-H2O2催化体系在目前存在的挑战和可能的解决途径,并对其进一步应用前景进行了展望。     

细胞色素P450酶的结构、功能与应用研究进展

细胞色素P450 (cytochrome P450,CYP)酶是广泛存在于微生物、动植物及人体中与膜结合的血红蛋白类酶,具有氧化、环氧化、羟化、去甲基化等多种生物催化活性。CYP酶在药物、类固醇、脂溶性维生素和许多其他类型化学物质的代谢中具有重要作用,其在异源物质的解毒、药物相互作用和内分泌功能等领域的研究是热点问题。本综述对CYP的结构、功能、临床应用与开发前景进行了概述,并对其最新的研究现状和发展前景进行探讨。     

烷烃对P450酶的诱导及二元酸发酵工艺改进

α、ω 长链二元酸 (Ｌｏｎｇ ｃｈａｉｎα ,ω ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃａｃｉｄ ,ＤＣＡ)是一种重要的化工原料 ,是合成工程塑料、香料、耐寒性增塑剂、涂料、液晶等物质的重要原料。目前主要利用热带假丝酵母 (Ｃａｎｄｉｄａｔｒｏｐｌｉｃａｌｉｓ)转化烷烃生产[1,2 ] 。在以往发酵的过程中 ,通常在初始培养液中加入 5 %～10 %的烷烃。且有文献表明在发酵初期加入烷烃有利于产酸的提高。但我们的研究表明 ,在发酵初期加入烷烃也有其不利的一面 ,如高浓度的烷烃对于菌体的生长有一定的抑制作用。而且有实验表明 :适当提高细胞的培养液…     

呼吸链酶系结构与功能

简单综述了近年来对呼吸链酶系的研究.介绍了筛选的泛醌反应抑制剂的性质及其在醌催化机制研究中的应用,以及酶与酶之间和脂与酶之间的相互关系,及其在电子传递功能中的作用.     

热带假丝酵母转化烷烃过程中P450酶活的研究

a-、ω-长链二元酸(α-、ω-Long Chin Dicarboxylic Acid,DCA)是一种重要的化工原料,是合成工程塑料、香料、耐寒性增塑剂、涂料和液晶等物质的主要原料.目前,人们主要通过热带假丝酵母(Candidatropicalis)代谢烷烃来生产从DCA11到DCA18等不同碳链长的二元酸[1,2].多年来在各种微生物,尤其是假丝酵母的烷烃氧化途径方面有大量的研究[3,4].在假丝酵母转化烷烃生成长链二元酸的代谢过程中[5-7],烷烃被吸引进入细胞后,首先经过细胞色素P450酶(Cy-tochrome P450)氧化生成a-一元醇,再进一步被氧化生成a-一元酸,引过程称为a-氧化.