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…     

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…     

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。     

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...     

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.     

藻类植物P450nor的生物信息学分析

氧化亚氮(N_2O)是一种重要温室气体,细菌、真菌、藻类和高等植物均可释放N_2O。细菌通过硝化与反硝化作用产生N_2O,真菌通过关键酶P450nor生成N_2O,但关于藻类和高等植物的N_2O产生机制迄今却鲜有报道。本研究以进化地位处于真菌和高等植物中间的藻类为对象,从Gen Bank中筛选出来自3种藻类(莱茵衣藻、胸状盘藻和小球藻)的3条P450nor蛋白相似序列并进行预测和分析,其功能预测结果显示,三者均为定位于线粒体中的可溶性非分泌型亲水性蛋白,具有Pfam P450保守结构域和3个保守motif,由此推测藻类P450nor具有较高的保守性;其进化分析结果表明,藻类与真菌P450nor具有较高同源关系。因此,推测藻类P450nor具有与真菌相似的生物学功能。由于藻类特殊的进化地位,这将为探究藻类与高等植物的N_2O产生机制及全球N_2O源汇不平衡提供科学依据和线索。     

细胞色素P450与除草剂代谢

细胞色素P450是广泛存在于生物中的一类具有混合功能的血红素氧化酶。P450对除草剂代谢的机制及反应类型是多样的,与除草剂代谢相关的P450基因的植物转基因研究得到了具有不同除草剂抗性的转基因植物。文章就这方面的研究进展作介绍。     

绿盲蝽P450基因的克隆及增效醚对P450酶活性的抑制作用

为探讨P450介导的绿盲蝽Apolygus lucorum(Meyer-Dür)抗药性机制,合理使用杀虫药剂,本研究通过活体和离体抑制实验发现,增效醚(PBO)对绿盲蝽P450酶活性有显著的抑制作用:在处理时长为24h时,P450酶活性由未处理时的12.02pmol/min/mgPro.下降至1.63pmol/min/mgPro.,PBO对P450酶的抑制中浓度为0.256mmol/L。生物测定结果表明,PBO对三氟氯氰菊酯具有显著增效作用,增效7.2倍,而对吡虫啉、灭多威、马拉硫磷无显著增效作用。利用RT-PCR及RACE技术对绿盲蝽P450基因进行克隆,获得了2条CYP4家族基因,全长均为1631bp,含有完整的开放阅读框,编码501个氨基酸;序列比对表明这是一对等位基因,含有CYP4家族所有保守特征序列;同源性比较及系统发育分析显示这2个基因编码的氨基酸序列与褐飞虱Nilaparvata lugens CYP4CE1亲缘关系最近,同源性分别为41.5%和41.1%。     

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…     

Sterol 14α-demethylase cytochrome P450 (CYP51), a P450 in all biological kingdoms

The CYP51 family is an intriguing subject for fundamental P450 structure/function studies and is also an important clinical drug target. This review updates information on the variety of the CYP51 family members, including their physiological roles, natural substrates and substrate preferences, and catalytic properties in vitro. We present experimental support for the notion that specific conserved regions in the P450 sequences represent a CYP51 signature. Two possible roles of CYP51 in P450 evolution are discussed and the major approaches for CYP51 inhibition are summarized.     

MMO: P450 in wolf's clothing?

 Methane monooxygenase (MMO) catalyzes the oxidation of stable hydrocarbons that are not attacked by cytochrome P450 monooxygenase. A key transient intermediate in the catalytic cycle of the soluble form of MMO termed compound Q (Q) has been trapped and characterized through spectroscopic comparisons with novel high valent model complexes. Q appears to contain a non-heme dinuclear Fe(IV) cluster bridged by at least two single oxygen atoms to form a so-called diamond core. Q has the ability to react directly with unactivated hydrocarbons to yield oxidized products. Several types of experiments indicate that this reaction involves formation of an intermediate, probably with radical character. This is consistent with a hydrogen atom abstraction mechanism analogous to that ascribed to cytochrome P450. However, these same experiments show that a pure hydrogen atom abstraction mechanism is unlikely for many substrates without an additional interaction between the intermediate that is formed and the high valent cluster. The results may be of general relevance to monooxygenase catalysis. Received: 15 January 1998 / Accepted: 9 March 1998     

烟草细胞色素P450的基因组学分析

细胞色素P450是一类含血红素的单加氧酶超基因家族, 在植物多种代谢途径中起着重要作用。为了解烟草中的P450的种类和数量, 文章将植物代表性P450蛋白质序列与烟草基因组序列比对, 在烟草基因组中鉴定了44个P450家族共263个成员。将这些烟草P450基因与烟草表达序列标签(EST)比对, 发现173个成员有EST证据。通过与拟南芥中已知的P450蛋白序列比较, 分析了部分烟草P450蛋白序列的特征和二级结构。根据烟草基因芯片数据和部分基因的RT-PCR结果, 发现73个烟草P450基因能够在不同的生长发育时期表达, 其中部分基因具有组织特异性。这些研究结果为烟草P450基因功能的深入分析奠定了基础。     

家蚕细胞色素P450的基因组学分析

细胞色素P450参与许多基础代谢过程, 确保有机体避免外源复合物对它们的伤害. 将预测的家蚕基因同已知的P450基因进行蛋白质序列比对, 在家蚕基因组中发现86个可能的细胞色素P450基因, 初步将它们归于32个P450亚家族. 通过比较基因组学分析, 发现细胞色素P450基因在果蝇与家蚕中的分布规律具有总体上的相似性, 但在某些P450基因家族中的分布也有差异. 特别是在CYP4A, CYP4C, CYP4D, CYP6A, CYP6AE, CYP6B和CYP9A等7个亚家族中P450s差异分布更明显. 进一步将这些P450基因的DNA序列与家蚕ESTs进行核酸序列比对, 其中49个可能P450基因发现有ESTs证据, 证明了这些基因在转录水平的真实性.     

毛竹细胞色素P450的基因组学分析

细胞色素P450单加氧酶(P450s)是一类在450 nm处有特征吸收峰的血红素硫蛋白基因超家族,在许多物质代谢中至关重要,还与解毒代谢密切相关。在毛竹基因组中鉴定出41个P450家族,共197个成员,涉及10个基因簇(clan)。通过基因结构与进化树的比较,进一步了解结构与进化之间的联系。通过与水稻和拟南芥一起构建的进化树,分析了毛竹P450基因家族的差异性。二级结构分析表明,毛竹P450蛋白序列同样具备有P450蛋白特征性结构域。在毛竹中,共有104个P450基因能够在不同生长发育时期有不同程度的表达。     

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。     

水溞基因组P450基因家族的分析

利用水溞基因组mRNA和氨基酸数据库对P450基因进行搜索和分析．结果显示：在水溞基因组中发现71个P450基因,它们分别属于15个P450家族和17个亚家族．是一个典型的多基因家族。以氨基酸相似度大于60％为标准对水溞P450基因进行分组．则71个P450基因中．16个为孤儿基因,不能被归入任何一组：其余55个可归入12个组,其中8个组,包含47条序列适合于正选择和基因转换分析。结果表明：有3个组,含22个基因显著受到正选择压力作用．其中的2个组．含18个基因有正选择概率大于95％的氨基酸位点228E或277T．228E和277T分别位于底物识别位点SRS2和SRS5;有5个组,包含19个基因显示显著的基因转换事件;既显著受到正选择压力作用,又参与基因转换的基因共12个：相反．检测出既没有受到显著的正选择压力作用．又没有基因转换的基因18个。可见．发生基因转换的基因与受到显著正选择的基因有高度的相关性：发生过基因转换的基因中63．2％都受到显著的正选择压力作用,同时,受正选择压力作用的基因中有54．5％发生了基因转换。此外．鉴定出20个不同的基序．其中有5条基序在90％以上的基因中出现。