小菜蛾细胞色素P450基因的克隆及生物信息学分析

利用RT—PCR技术,从小菜蛾体内克隆了细胞色素P450基因CYP6序列,GenBank登录号为AY971374。生物信息学技术分析表明,该序列由1661bp组成,熔点102℃,退火温度87℃,单链分子质量539．83kDa,双链分子质量1079．65kDa,可以翻译514个氨基酸,组成的蛋白质分子式C2682H4154N702O747S30,分子量是59146．5,总原子数8315,等电点pl为8．63,高级结构与Cytochrome P450 Bm-3基因有较高的相似性。     

北柴胡细胞色素P450酶基因的克隆及其植物过量表达载体的构建

目的:克隆北柴胡中可能参与柴胡皂苷生物合成的细胞色素P450酶基因,构建其过量表达载体,为通过转基因验证其功能奠定基础。方法:在454高通量测序获得5'和3'端部分cDNA序列的基础上,利用LD-PCR方法获得全长cDNA,根据全长cDNA序列设计含有酶切位点的PCR引物,利用高保真酶,以RNA反转录产物为模板PCR扩增细胞色素P450酶基因的开放读框,扩增产物与pEASY-T1 Simple载体连接,转化大肠杆菌DH5α;重组质粒pT1-P450经菌液PCR和酶切方法验证后测序,采用NCBI在线Blastx、DNAman和MEGA4软件对序列进行生物信息学分析,随后将pT1-P450的酶切产物插入双元载体pCAMBIA-SUPER 1300,菌液PCR和酶切验证重组质粒p1300-P450。结果:扩增到了北柴胡细胞色素P450酶基因BcCYP87E,构建了这一基因的过量表达载体。结论:细胞色素P450酶基因的克隆和转基因载体的构建,为后续开展转基因研究,验证其生物功能奠定了基础。     

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…     

三角帆蚌细胞色素P450基因的克隆与表达分析

CYP是一类以血红素为辅基的末端加氧酶,广泛存在于人、动物、植物和微生物之中,参与许多外源性物质(药物、毒物和环境污染物质等)和内源性物质(激素、脂肪酸等)的代谢,在碳源同化、激素合成、外源物质降解和致癌物质消除等方面发挥重要作用,亦对维持生物体     

棉铃虫细胞色素P450 CYP6B7基因的克隆与融合表达

细胞色素P450 CYP6B7被推测与棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性有关,但至今尚无CYP6B7参与杀虫剂代谢方面的直接证据。为揭示CYP6B7的代谢功能,作者以棉铃虫幼虫基因组DNA 为模板,以CYP6B7基因设计特异性引物,扩增出包含321 bp内含子的CYP6B7基因。用反向PCR的方法消除内含子,获得包含完整的CYP6B7基因的开放阅读框。将CYP6B7基因与pMAL-c2X载体连接,并转化E.coli TB1细胞,在IPTG诱导下,CYP6B7能与载体基因编码的麦芽糖结合蛋白（MBP）在大肠杆菌中融合表达,表达产物经直链淀粉（amylose） 柱亲和层析分离洗脱后,得到SDS-PAGE电泳纯的融合蛋白。     

刺五加细胞色素P450基因的克隆与表达分析

根据已报道的人参、三七等植物的细胞色素P450(Cytochrome P450,P450)基因的cDNA序列设计引物,利用RT-PCR法克隆刺五加P450基因的cDNA全长序列,并分析其在不同生长发育时期和器官中的表达情况。结果显示,克隆了全长为1 410 bp的刺五加P450基因的cDNA序列,该基因编码469个氨基酸残基组成的蛋白质。GenBank登录号为KF498590,与人参、三七的P450氨基酸序列一致性分别为91.5%和90.4%。刺五加的P450基因在不同生长发育时期和器官中均有表达,但表达量具有显著差异(P0.05)。最大表达量出现在盛花期,为最低表达量(萌芽期)的1.26倍。各器官中,叶片的表达量最高,是最低量幼茎的1.49倍。     

褐飞虱细胞色素P450单加氧酶基因CYP4CE1的克隆及表达谱

为了解P450基因在褐飞虱Nilaparvata lugens适应水稻品种过程中的重要作用,利用反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）,快速扩增cDNA末端（RACE）和长距离聚合酶链式反应（LD-PCR）技术,克隆了褐飞虱4龄若虫的CYP4家族的一个P450单加氧酶基因,被命名为CYP4CE1。该基因的全长cDNA序列（2 160 bp）含有一个1 626 bp的开放阅读框（ORF）,编码541个氨基酸残基的蛋白质。通过GenBank数据库中的blastx搜索引擎进行同源性分析,结果表明CYP4CE1编码的蛋白与岸蟹 Carcinus maenas的CYP4C39（GenBank登录号：JC8026）的相似性最高,两者的氨基酸序列同源性达43％;其次与热带蟑螂 Blaberus discoidalis的CYP4C1（AAA27819）及黑腹果蝇Drosophila melanogaster的CYP4C3（NP_524598）的相似性也较高,氨基酸序列同源性分别达42％。氨基酸序列比对表明该蛋白含有CYP4家族成员的所有保守特征序列,如螺旋K（E--R--P）,氧结合结构域即螺旋I（AG--T）,血红素结合区（PF--G---C-G--F）以及CYP4成员的特有特征序列（EVDTFMFEGHDTT）等。使用Northern杂交检测CYP4CE1随时间的表达变化,结果表明：与饲养于感虫水稻台中1号（Taichung Native 1,TN1）上的若虫相比,在取食中度抗性水稻Minghui 63（MH63）秧苗12,24,48,72 h的各时间段的褐飞虱体内,该基因有2.1倍的过量表达且表达水平保持稳定。进一步通过Northern杂交检测该基因的组织表达特异性,结果显示：该基因在取食TN1秧苗的若虫脂肪体中表达量最高,在肠道组织及体壁中的表达水平较低;褐飞虱取食MH63秧苗24 h后,该基因在体壁及脂肪体中的表达量略有上升（各约1.2倍）,而在肠道组织中的表达量则大幅升高（约12倍）。肠道整体原位杂交表明,CYP4CE1在取食TN1秧苗的若虫的肠道组织及马氏管中均有本底水平的表达;若虫取食MH63秧苗后,该基因在上述肠道各区段表达水平明显增强。结果提示,在褐飞虱与水稻互作过程中CYP4CE1的重要功能之一可能是参与水稻有毒次生物质的代谢。     

苹果蠹蛾NAPDH-细胞色素P450还原酶(CPR)基因的克隆及表达模式分析

【目的】本研究通过克隆苹果蠹蛾Cydia pomonella CPR (CpCPR)基因cDNA序列,并对该基因的表达模式进行分析,为深入研究P450酶系在苹果蠹蛾对植物次生物质和杀虫剂解毒代谢过程中的作用提供理论基础。【方法】以近缘昆虫的CPR氨基酸序列作为询问序列,在苹果蠹蛾转录组(SRX371333)中进行筛查比对,获得了苹果蠹蛾CPR(CpCPR)基因的cDNA序列。采用RT-PCR技术克隆目的基因的开放阅读框(ORF)。利用生物信息学软件分析目的基因的序列特征、3D结构和与其他昆虫CPR基因的系统进化关系。采用RT-qPCR技术测定CpCPR基因在苹果蠹蛾不同发育阶段(卵、幼虫、蛹和成虫)及幼虫不同组织部位(头部、表皮、脂肪体、中肠和马氏管)的表达水平。【结果】克隆获得的苹果蠹蛾CpCPR基因的ORF为2 052 bp,编码683个氨基酸残基,预测的蛋白质分子量(Mw)为77.326 ku,理论等电点(pI)为5.65。CpCPR包含FMN区域、NADPH区域和FAD等昆虫CPR的典型特征。系统发育分析表明,苹果蠹蛾CpCPR与鳞翅目昆虫CPR基因聚在一枝。RT-qPCR结果表明,CpCPR基因在苹果蠹蛾的整个发育阶段均有表达,在幼虫期表达量最高;CpCPR基因在4龄幼虫的各部位均有表达,在中肠中的表达量最高。【结论】克隆获得了苹果蠹蛾CpCPR基因的ORF序列,该基因在苹果蠹蛾主要取食阶段和消化器官中高表达,表明其可能在苹果蠹蛾对植物次生物质和杀虫剂解毒代谢过程中扮演重要作用。     

Cloning, expression, purification, and characterization of arginine kinase from Locusta migratoria manilensis

Arginine kinase (AK) is a phosphotransferase that plays a critical role in energy metabolism in invertebrates. The gene encoding Locusta migratoria manilensis AK was cloned and expressed in Escherichia coli by two prokaryotic expression plasmids, pET-30a and pET-28a. The recombinant protein was expressed as inclusion bodies using pET-30a. After denaturation, the recombinant AK was successfully renatured and confirmed to be enzymatically active. Addition of Tween-20 and SDS to the dilution system led to higher renaturation efficiency. Using another expression plasmid, pET-28a, and changing the expression conditions resulted in a soluble and functional form of AK, which was purified by an improved method using Sephadex G-75 chromotography to a final yield of 358 mg L^− 1 of LB medium. Some parameters for the renatured and soluble forms of AK, including K_m, K_d, specific activity, electrophoretic mobility and isoelectric focusing, were identical with those of AK obtained directly from L. migratoria manilensis leg muscle. Comparison of kinetic constants with those of AKs from other sources indicated that L. migratoria manilensis AKs have the highest k_cat and stronger synergistic substrate binding. The first report of a concise purification method enables the enzyme to be prepared in large quantities. This research should enable further detailed investigations of the enzymatic mechanism by site directed mutagenesis techniques.     

Cloning and prokaryotical expression of CarE gene in Locusta migratoria manilensis

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.     

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。     

东亚飞蝗主要过敏原精氨酸激酶基因的克隆表达、纯化及免疫原性鉴定

本研究克隆了东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)精氨酸激酶(arginine kinase,AK)基因全长,表达并纯化重组AK蛋白,研究重组蛋白的免疫反应性。东亚飞蝗AK基因开放阅读框全长为1 068 bp,编码355个氨基酸,与GenBank中已登录的东亚飞蝗AK(DQ513322)基因同源性为98%,重组质粒pET-28a-AK在E.coli中获得高效表达,重组蛋白相对分子质量(Mr)约为40 000,主要以可溶性形式表达,经亲和层析获得重组蛋白。通过免疫印迹分析结果表明,重组AK蛋白可被过敏性患者血清识别,免疫原性良好。结果表明我们成功获得东亚飞蝗精氨酸激酶全长基因并表达出重组AK蛋白,重组AK蛋白具有良好的免疫反应性。     

东亚飞蝗谷胱甘肽S-转移酶分离纯化

通过硫酸铵沉淀技术和GSH-agarose亲和层析对东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)5龄若虫谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs)进行了分离纯化。结果表明GSTs活性在硫酸铵各沉淀段均有分布,但在55%～100%沉淀段活性较高,在硫酸铵饱和度为85%时比活力最高,达到420.33μmol/min/mg protein,纯化倍数为18.86。根据硫酸铵粗沉淀谷胱甘肽S-转移酶结果,选择硫酸铵浓度为60%～90%沉淀段进行GSH-agarose亲和层析,纯化后比活力最高达到1365.29μmol/min/mg protein,纯化倍数达到61.25。经SDS-PAGE鉴定,得到的GST为1条带,亚基的分子量约为24kDa。     

东亚飞蝗中肠几丁质酶基因的克隆、序列分析及组织定位

通过RACE方法,克隆了东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis (Meyen)几丁质酶基因 (LmChi)cDNA全序列 (GenBank 登录号：EF092841)。获得的cDNA全长1 604 bp,其中可读框1 452 bp, 编码483个氨基酸。推测其氨基酸序列与18家族昆虫几丁质酶有较高的相似性。与其他几丁质酶一样,东亚飞蝗几丁质酶序列也包含一个信号肽、一个几丁质酶活性位点、一个碳端丝氨酸富集区和一个几丁质结合域。半定量RT-PCR研究表明,LmChi基因只在东亚飞蝗不同发育阶段的中肠组织中表达,而在东亚飞蝗体壁、前肠和后肠均没有发现LmChi基因的转录。     

亚致死剂量毒死蜱对飞蝗细胞色素P450酶活性及基因表达的影响

【目的】研究有机磷杀虫剂毒死蜱对飞蝗体内细胞色素P450的影响。【方法】采用酶活力测定法和实时定量PCR技术分别研究了毒死蜱3种亚致死剂量(LD_(10)、LD_(30)和LD_(50))处理飞蝗3龄幼虫24 h后,体内细胞色素P450酶活性及CYP409A1和CYP408B1基因表达量的变化。【结果】不同亚致死剂量毒死蜱处理引起细胞色素P450活性显著性降低,分别为对照组的0.68、0.50和0.62倍。同时通过mRNA水平表达的差异比较显示,飞蝗的两个P450基因CYP409A1和CYP408B1的表达受到抑制,均出现表达量减少的现象。【结论】某些细胞色素P450基因表达受不同亚致死剂量毒死蜱的抑制而使酶的量被降低,从而造成飞蝗整体细胞色素P450酶活性的下降。     

Cloning of a novel protease required for the molting of Locusta migratoria manilensis

Molting is required for progression between larval stages in the life cycle of an insect. The essence of insect molting is the laying down of new cuticle followed by shedding of the old cuticle. Degradation and recycling of old cuticle are brought about by enzymes present in the molting fluid, which fills the space between the old and new cuticle. Here, we describe the cloning of a novel protease gene from Locusta migratoria manilensis, designated as Lm-TSP. The cDNA and its deduced protein sequences were deposited in GenBank (accession numbers EF081255 and ABN13876, respectively). Sequence analysis indicated that Lm-TSP belongs to the trypsin-like serine protease family. We show, by RNA interference (RNAi), that silencing of Lm-TSP leads to dramatic reductions in protease and cuticle-degrading activity of a molting fluid, which leads to molting defects from fourth-instar larvae (L4) to fifth-instar larvae (L5), and between L5 and adult stages. These observations suggest that Lm-TSP plays a critical role in L. migratoria manilensis ecdysis.     

东亚飞蝗fem-1基因的克隆与表达分析

秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans fem-1基因是性别决定的关键基因。本研究基于生物信息学方法从东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis的转录组数据库中克隆出了线虫fem-1的3个同源基因, 将其分别命名为Lmfem-1a, Lmfem-1b和Lmfem-1c (GenBank登录号分别为AB698670, AB698671和AB698672)。其cDNA序列长度分别为2 233, 2 625和2 142 bp, 分别编码662, 642和638个氨基酸。生物信息学分析显示, Lmfem-1a, Lmfem-1b和Lmfem-1c分别含有6, 8和8个典型的锚蛋白重复序列模体。组织表达谱分析发现, Lmfem-1a, Lmfem-1b和Lmfem-1c基因在检测的所有组织中都有表达, 但均在精巢中的表达水平最高, 说明Lmfem-1a, Lmfem-1b和Lmfem-1c基因可能参与东亚飞蝗的多种生理过程, 并受到严格的表达调控。而且, 随着精巢的发育, Lmfem-1a, Lmfem-1b和Lmfem-1c的表达均逐渐增强, 可能与东亚飞蝗的精子形成有关, 但这3个基因是否参与东亚飞蝗的性别决定还有待进一步研究。