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。     

保幼激素的代谢

保幼激素的代谢由保幼激素酯酶、保幼激素环氧水解酶和保幼激素二醇激酶等共同催化完成。在这些代谢酶的作用下,保幼激素代谢成保幼激素酸、保幼激素二醇、保幼激素酸二醇和保幼激素二醇磷酸。作者总结了保幼激素代谢的研究方法;按实验室和昆虫种类为线索,归纳和概括了每一种保幼激素代谢酶的研究进程;对保幼激素酯酶和保幼激素环氧水解酶作了序列分析;最后对保幼激素的代谢研究进行了展望。     

家蚕细胞色素P450基因的研究进展

细胞色素P450（P450s, CYPs）超基因家族是由数量众多、 功能复杂的一类血红蛋白酶基因所组成, 对许多结构多样的外源与内源化合物起着氧化代谢的作用。本文系统地综述了家蚕Bombyx mori基因组中P450s的数量与种类, 其数量比食腐昆虫和杂食性的植食昆虫少, 但比意大利蜜蜂Apis mellifera多, 在基因组中大多呈串联重复排列, 基因结构与系统进化树之间有着紧密的联系。家蚕与黑腹果蝇Drosophila melanogaster P450s的比较基因组学分析发现, 存在10对直向同源基因, 但CYP3与CYP4集团（Clan）的P450s表现出种属特异性扩增。家蚕P450s与其蜕皮激素和保幼激素合成代谢有关, 并涉及到对氟化物与杀虫剂抗性。家蚕作为鳞翅目昆虫的代表, 通过对其P450s的研究, 可望为其他昆虫, 特别是鳞翅目昆虫的生长发育研究和抗性治理提供理论依据和研究模式。     

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…     

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。     

溴氰菊酯对家蝇细胞色素P-450含量的影响

本文研究了溴氰菊酯对正常品系雌性家蝇Musca domestica vieina腹部微粒体细胞色素P-450的诱导作用.结果表明溴氰菊酯对P-450有一定的诱导作用,在低于LD₅₀的波度范围内,浓度高的溴氰菊酯作用较明显,浓度低的溴氰菊酯在重复处理家蝇后也显示出诱导作用.这种诱导作用在24小时内有随时间的延长而增强的趋势.另外对照组与处理组的P-450 CO差光谱的特征吸收峰的波长均为451nm,表明诱导作用未改变P-450的光谱性质.     

昆虫对植物次生物质的代谢适应机制及其对昆虫抗药性的意义

植物次生物质(plant secondary metabolites)对昆虫的取食行为、生长发育及繁殖可以产生不利影响,甚至对昆虫可以产生毒杀作用。为了应对植物次生物质的不利影响,昆虫通过对植物次生物质忌避取食、解毒代谢等多种机制,而对寄主植物产生适应性。其中,昆虫的解毒代谢酶包括昆虫细胞色素P450酶系（P450s）及谷胱甘肽硫转移酶（GSTs）等,在昆虫对植物次生物质的解毒代谢及对寄主植物的适应性中发挥了重要作用。昆虫的解毒酶系统不仅可以代谢植物次生物质,还可能代谢化学杀虫剂,因而昆虫对寄主植物的适应性与其对杀虫剂的耐药性甚至抗药性密切相关。昆虫细胞色素P450s和GSTs等代谢解毒酶活性及相关基因的表达可以被植物次生物质影响,这不仅使昆虫对寄主植物的防御产生了适应性,还影响了昆虫对杀虫剂的解毒代谢,因而改变昆虫的耐药性或抗药性。掌握昆虫对植物次生物质的代谢适应机制及其在昆虫抗药性中的作用,对于明确昆虫的抗药性机制具有重要的参考意义。本文综述了植物次生物质对昆虫的影响、昆虫对寄主植物次生物质的代谢机制、昆虫对植物次生物质的代谢适应性对昆虫耐药性及抗药性的影响等方面的研究进展。     

柞蚕细胞色素P-450和酰胺酶的研究

柞蚕(Antheraea pernyi G.)在我国蚕业生产中占有重要地位,防治其病虫害主要靠农药。因此研究蚕体内与农药代谢有关的酶类是有意义的。 微粒体多功能氧化酶系(MFO)起着代谢杀虫剂的中心作用,并与杀虫剂的选择毒性,抗性以及增效现象密切相关。细胞色素P-450(下简称P-450)是MFO的关键成分,     

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。     

镉对大鼠肝微粒体细胞色素P-450 同功酶的影响

近年来的研究已经确定,细胞色素P-450并非一单纯酶蛋白,而具有多型性,存在多种类型同功酶。对细胞色素P-450多型性的研究有助于理解和解释与细胞色素p-450有关代谢酶存在种属、品系、年龄、性别和组织器官等差异的现象。过去实验已经证实,镉对经苯巴比妥诱导和未经诱导肝微粒体细胞色素P-450均具有明显抑制作用,苯巴比妥是     

昆虫碱性磷酸酶的研究进展

碱性磷酸酶存在于昆虫的头、唾液腺（唾液）、肠道、马氏管、表皮、血淋巴、脂肪体、生殖系统、附肢等部位,广泛参与了昆虫的发育、神经传导、激素合成、物质代谢、滞育、社会型昆虫亚种形成等过程。同时碱性磷酸酶与昆虫抗性有关,特别涉及到对Bt制剂的阻滞作用,其本身也是某些农药的靶标酶,某些生物源化合物及病毒、真菌也可以影响其活性。昆虫碱性磷酸酶的研究,将有助于提高对昆虫生化机制及代谢过程的认识,并为害虫治理和资源昆虫饲养提供新的思路。本文综述了国内外对昆虫碱性磷酸酶的研究状况,并描述了昆虫碱性磷酸酶的生化性质及其与生理功能的关系。     

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。     

昆虫胰岛素生理功能的研究进展

胰岛素是由胰岛β细胞经过一些内源性或外源性物质的诱发而分泌的蛋白质激素,通过细胞的信号转导控制调节糖、脂肪和蛋白质代谢,从而影响生殖以及衰老等生长发育过程。近年来研究陆续证实该途径在昆虫中也普遍存在。本文综述了昆虫胰岛素信号途径,胰岛素在调控昆虫生长发育、生殖和行为方面的重要作用,并且胰岛素可以通过对保幼激素和蜕皮激素的影响间接作用于昆虫,对了解胰岛素在昆虫生理功能中的作用及害虫综合防治策略的制定具有积极意义。     

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。     

昆虫糖脂代谢研究进展

肥胖症和糖尿病的日趋流行已经成为世界范围内的公共健康问题,其病因主要在于体内血糖/血脂含量升高引起的能量代谢紊乱。大量的证据表明,昆虫可以作为研究人类代谢疾病的理想模型,它不仅能合成与哺乳动物同源的糖脂代谢相关激素(如胰岛素样肽和脂动激素),而且还具有进化保守的代谢信号通路(如雷帕霉素靶蛋白信号通路)及相关器官与组织(如中肠和脂肪体)。本文主要介绍了昆虫糖脂代谢的过程与调控机制,重点涉及脂肪体和绛色细胞的生理功能、胰岛素样肽/脂动激素对血糖的拮抗调节、参与营养物质代谢的胰岛素-胰岛素样生长因子信号通路以及与类固醇激素合成相关的胆固醇代谢等内容,并结合最新研究成果对黑腹果蝇Drosophila melanogaster糖脂代谢相关基因及其功能进行了总结,以期为昆虫生理学和人类代谢疾病研究提供参考。     

昆虫激素介绍

昆虫内激素或称荷尔蒙,是昆虫体内的腺体所分泌的物质,它在身体内部流动,调节昆虫的生长、变态、生殖、滞育、代谢等重要生理活动。近几年来,国内外对昆虫激素的研究和利用有很大进展。实验证明,经过用适量的外源(外加的)激素,例如深幼激素或类似物处理家蚕后,对提高蚕丝产量有很大作用。我国不少地区已在试用,已取得了很好效果,受到了贫下中农的欢     

昆虫抗药性机理：行为和生理改变及解毒代谢增强（英文）

杀虫剂抗性是指“生物的一个品系发展了对该生物正常种群中大多数个体具有致死作用剂量的杀虫药剂的能力”。行为改变、生理学上的变化或代谢解毒等抗性机制能够降低毒物到达靶标的有效剂量。行为抗性是指减少昆虫与毒物接触或使昆虫能够存活于对大多数对正常个体致死（或有害）的环境中的任何行为。生理学改变的机制包括杀虫剂对表皮的穿透性降低、增加对药剂阻隔（sequestration）或储存和加速杀虫剂的排泄。细胞色素P450、水解酶和谷胱甘肽S-转移酶是杀虫药剂代谢解毒的主要3大酶系。细胞色素P450是一个超基因家族,是生物体内对外源性和内源性化合物解毒代谢或活化最重要的酶系。在许多害虫中发现P450介导的解毒代谢增加导致了对杀虫药剂抗性的增加。谷胱甘肽S-转移酶是可溶性的 二聚体蛋白,与代谢解毒、大量内源性和外源性化合物的排泄有关,许多昆虫中证明其抗药性与该酶活性增加有关。水解酶实际上是一组异源的酶类,其对抗药性的作用包括通过基因扩增增加酶量,作为结合蛋白隔离杀虫药剂或通过增加酶的活性加强对药剂的水解作用。