亚致死剂量马拉硫磷和西维因对飞蝗P450基因表达研究

采用实时定量PCR技术检测飞蝗Locusta migratoria细胞色素P450基因CYP4G62、CYP6EL1和CYP9AQ1经马拉硫磷和西维因不同亚致死剂量和不同时间处理后mRNA的表达水平。结果表明,经马拉硫磷不同亚致死剂量LD10、LD30和LD50处理后,飞蝗CYP4G62和CYP6EL1均在高剂量LD50被显著诱导,分别为对照的3.03和2.0倍,而在低剂量LD10无显著性差异。CYP9AQ1在3个亚致死剂量下表达量均显著提高,且增量随处理浓度增加而降低。经西维因3个亚致死剂量处理后,除在LD30这一浓度下引起CYP4G62表达提高外,其它的P450基因均无显著性差异。选择2种农药的LD15对飞蝗进行点滴处理,分别检测6、12、24和48 h基因的相对表达。经马拉硫磷LD15处理后,除CYP6EL1在12 h和CYP9AQ1在24 h表达量显著降低外,其它各时间点基因表达均无显著差异。经西维因处理不同时间后,3个P450基因的相对表达量均无显著性差异。综合上述结果说明马拉硫磷对3个细胞色素P450基因有一定的诱导作用,而西维因对其无诱导作用。     

三种杀虫剂亚致死剂量对草地贪夜蛾细胞色素P450基因表达的影响

【目的】为明确杀虫剂亚致死剂量对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda细胞色素P450基因表达的影响。【方法】本研究采用叶片浸渍法测定了3种杀虫剂[氯虫苯甲酰胺、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和苏云金杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)]对草地贪夜蛾2龄幼虫的毒力,以及通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR, RT-qPCR)技术测定了这3种杀虫剂亚致死剂量(LC₁₀)处理后48 h时草地贪夜蛾2龄幼虫16个P450基因的表达量。【结果】氯虫苯甲酰胺、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和Bt对草地贪夜蛾2龄幼虫的LC₁₀值分别为0.931, 0.283和1 089.688 mg/L。2龄幼虫受LC₁₀氯虫苯甲酰胺胁迫后,13个P450基因(CYP4G75,CYP6AB12,CYP6B50,CYP321A7,CY321A8,CYP321A9,CYP321A10,CYP321B1,CYP337B5,CYP9A59,CYP9A58,CYP6AE44及CYP6AE43)表达上调...     

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...     

昆虫细胞色素P450的研究:P450基因的进化

80年代分子生物学方法被用于分离和鉴定特定P450的CDNA或基因组克隆［‘］,至今已知的P450基因包括70个基因家族、127个亚家族的40O多个,基因序列的数量还在迅速增加I’］。不同P450间的进化关系在一些综述中都有涉及［”’,‘］,本文介绍这一主题的一些主要观点,重点放在P450功能的进化及其机制。亚细胞色素P450的基本特征及其分类与命名所有细胞色素P450具有一非共价结合的血红素和环绕高度保守的半跳氨酸的一段26氨基残基的保守序列,这一半跳氨酸提供血红素铁的第5个配体（ligand）。当血红素铁接受电子被还原后再与CO结合产…     

细胞色素P450与肿瘤

本文综棕了细胞色素Ｐ４５０同工酶与致癌物代谢、与抗癌药的相互作用以及化的关系,并对调控Ｐ４５０同工酶以防治肿瘤的策略进行了论述。由于Ｐ４５０同工酶具有多态性、工物特异性及可诱导性的特点,在调控Ｐ４５０同工酶以防治肿瘤的问题上,针对不同人群、不同疾病状况及不同用药方案可能需采取抑制或诱导的不同策略。     

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…     

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…     

细胞色素P450与癌症基因治疗

细胞色素Ｐ45 0基因与癌症化疗潜药(该类潜药可通过Ｐ45 0催化的加单氧酶反应而活化 )结合的癌症基因疗法引人注意[1]一些抗癌药物可被Ｐ45 0酶系代谢 (表1 )。环磷酰胺 (ＣＰＡ )、异环磷酰胺 (ｉｆｏｓ ｆａｍｉｄｅ)、甲基苄肼、甲苄肼 ( ｐｒｏｃａｒｂａｚｉｎｅ)和氮烯咪胺 (ｄａｃａｒｂａｚｉｎｅ) ,经特定Ｐ45 0酶系的代谢所产生的中间物具有抗癌活性。硫代ＴＥＰＡ、阿霉素、依托泊甙 (ｅｔｏｐｏｓｉｄｅ)和三苯氧胺 (ｔａｍｏｘｉｆｅｎ)本身具有抗癌活性 ,但通过Ｐ45 0代谢形成的具有细胞毒性的代谢物 ,抗癌活性可得到加强。还…     

东亚飞蝗细胞色素P450基因的克隆及表达分析

本文克隆了东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)细胞色素P450(cytochrome P450)基因全长,表达重组蛋白,并对其可溶性进行了分析。通过提取东亚飞蝗总的RNA,反转录成cDNA,设计特异性引物,PCR克隆东亚飞蝗细胞色素P450基因,将测序正确的目的片段克隆至原核表达载体pET-28a中,在大肠埃希菌Escherichia coli Rosetta中用异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达。用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)检测重组蛋白表达结果。结果表明:东亚飞蝗细胞色素P450基因开放阅读框全长为1 551 bp,编码516个氨基酸,与GenBank中已登录的东亚飞蝗细胞色素P450基因(HM153426)的同源性为99%,重组质粒pET-28a-P450在E.coli Rosetta中获得高效表达,重组蛋白相对分子质量(Mr)约为53 000,主要以包涵体的形式存在。     

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。     

飞蝗CYP408B1和CYP409A1基因的原核表达

【目的】细胞色素P450是分布极其广泛的超家族酶,在昆虫内源及外源化合物代谢中发挥着重要的作用。本文分析了飞蝗Locusta migratoria CYP408B1和CYP409A1基因在不同组织部位的表达差异,并对两种蛋白进行原核表达,为其分子特性和生物学功能的深入研究提供基础资料。【方法】提取飞蝗5龄若虫不同组织部位的总RNA,体外反转录成c DNA,采用Real-time PCR和RT-PCR技术分析飞蝗CYP408B1和CYP409A1在不同组织部位的表达模式,构建表达载体p CW/CYP408B1、p CW/CYP409A1和p AC/CPR,将p CW/CYP408B1和p CW/CYP409A1分别与p AC/CPR在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中进行共表达。【结果】通过PCR检测,发现CYP408B1和CYP409A1在飞蝗5龄若虫触角、脑、视叶、咽下神经节、胸神经节和附腺中均有表达,其中CYP408B1在附腺中表达量较高。原核表达结果显示,CYP409A1和CPR(NADPH细胞色素P450还原酶)均可表达,蛋白分子量分别约为58 ku和77 ku,但均为包涵体,而CYP408B1未能成功表达。【结论】本文揭示了飞蝗CYP408B1和CYP409A1在不同组织部位的表达模式,并对CYP409A1和CPR进行了原核表达,研究结果为深入探讨飞蝗细胞色素P450基因对杀虫剂的代谢解毒作用提供了实验依据和基础资料。     

溴氰菊酯对飞蝗羧酸酯酶基因表达的影响

【目的】研究溴氰菊酯作用下飞蝗羧酸酯酶基因的mRNA表达特性,为溴氰菊酯的代谢解毒及飞蝗Locusta migratoria防治中抗性风险的评估提供基础资料。【方法】本文采用不同剂量溴氰菊酯处理3龄飞蝗,提取总RNA,体外反转录合成cDNA模板,采用Real-time PCR技术分析飞蝗羧酸酯酶基因在溴氰菊酯不同浓度和不同时间处理后的表达模式。【结果】飞蝗经不同浓度溴氰菊酯处理12 h后,LmCesA3和LmCesE1表现为诱导效应;除LmCesA2外,其余羧酸酯酶基因经溴氰菊酯LD30剂量处理后分别在不同的时间点表现为诱导效应。【结论】5个羧酸酯酶基因LmCesA1、LmCesA3、LmCesD1、LmCesE1和LmCesI1可以被溴氰菊酯诱导,表明其可能参与飞蝗对溴氰菊酯的代谢解毒及抗性产生。     

东北地区亚洲飞蝗染色体核型分析

采用常规压片法对吉林省亚洲飞蝗Locusta migratoria migratoria(L.)的染色体核型进行分析.研究结果表明:亚洲飞蝗性别决定机制为X0型,染色体数目为2n♂=23,染色体组式4L+4M+3S+X,全部为端部着丝粒染色体,NF=23.染色体中最长(L1)与最短(S11)染色体之比大于4:1,臂比大...     

东亚飞蝗羧酸酯酶基因的克隆和原核表达

羧酸酯酶是昆虫体内重要的代谢解毒酶系,其主要功能是水解和结合内源性和外源性含有酯键的有毒物质,减缓其到达靶标部位的时间。东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)是我国重要的农业害虫,对其羧酸酯酶基因克隆和表达有助于深入探索杀虫剂代谢毒理机制。本研究首先对羧酸酯酶基因(CarE4)进行了克隆,并将其插入到pCold TF DNA Vector中,在大肠杆菌中进行了原核表达,最后用疏水层析和离子交换层析方法对目的蛋白进行了纯化。本文成功建立了羧酸酯酶蛋白原核表达和纯化技术体系,为进一步研究东亚飞蝗羧酸酯酶的生理功能、结构特点和作用原理提供了基础资料。     

Productive and non-productive complexes in cytochrome P450-containing systems

The equilibrium dissociation constants K_D, the complex association / dissociation rate constants (k _on /k _off) and lifetimes of the complexes of redox partners were measured for three cytochrome P450-containing monooxygenase systems (P450cam, P450scc, and P450 2B4) under hydroxylation conditions. The Q parameter representing the ratio of protein-protein complex lifetime (τ _lT ) to time required for a single hydroxylation cycle (τ_turnover) was introduced for estimation of productivity of complexes formed within the systems studied. The Q parameter was insignificantly changed upon transition from the oxidation to hydroxylation conditions. Lifetimes (τ _lT ) for the binary complexes formed within the P450cam and the P450scc systems obligatory requiring an intermediate electron transfer protein between the reductase and cytochrome P450 could not realize hydroxylation reactions for substrates with known τ_turnover and so they were non-productive while the binary complexes formed within the P450 2B4 system, not requiring such intermediate electron-transfer protein, appeared to be productive. Formation of ternary complexes was demonstrated under hydroxylation conditions in all three systems. Analysis of Q values led to the conclusion that the ternary complexes formed within the P450cam and the P450scc systems were productive. In the case of the P450 2B4 system, more than half (about 60%) ternary complexes were also found to be productive.     

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。     

The influence of cytochrome P450 enzyme activity on the composition and quantity of volatile organics in expired breath

Abstract

We have previously described a method to capture, identify and quantify volatile components in expired breath. The purpose of this research is to provide a non-invasive means to measure biomarkers of metabolism in vivo. In the present studies, the effect of 1-aminobenzotriazole (ABT), an inhibitor of diverse cytochrome P450 (P450) enzymes, on the composition of volatile organic chemicals (VOCs) expired in the breath of male F-344 rats was determined in parallel with the catalytic activities and total content of hepatic P450. lntraperitoneal administration of ABT (100 mg kg-¹) to rats resulted in markedly diminished hepatic microsomal P450 content and activities. The extent of inhibition was near maximal at 4 h, at which time approximately 50% of the total P450 content, about 65% of the CYPlA2 activity, 55% of the CYP2E1 activity, and about 80% of CYP2B activity were lost. Inhibition was maintained to 48 h post-dosing, but P450 content and activities had largely been restored by day 7. Concomitant with the inhibition of P450 were corresponding increases (up to several hundred-fold) in the molar amount of volatiles appearing in the breath of ABT-treated animals, and the rebound of P450 levels was attended by corresponding decreases in the appearance of breath volatiles. These studies indicate that P450 plays a major role in the metabolism of VOCs appearing in breath, and that these chemicals can serve as markers on P450 activity in vivo.