植物三萜皂苷代谢中细胞色素P450的生物信息学分析

【目的】细胞色素P450(CYP450)是植物三萜皂苷代谢通路中的关键酶,本文从生物信息学角度对其蛋白特性及亲缘关系进行分析。【方法】从已发表的文献及NCBI中搜集植物细胞色素P450序列,分别使用ProtParam、ORFfinder、SignalP4.1、SOPMA、CDD和MEGA6.0工具对其理化性质、开放阅读框、信号肽、二级结构、保守结构域和亲缘关系进行分析。【结果】获得21种植物的23条细胞色素P450序列;这23条序列在基因序列长度、氨基酸数目,pI及氨基酸组成,均表现出较强的一致性;只有美洲商陆、甜菜和甜椒这3条序列有信号肽;二级结构具有明显的一致性,并且α-螺旋和无规则卷曲是主要的结构元件;大多数植物细胞色素P450的保守结构域同属于P450超家族;进化树表明细胞色素P450差异较小。【结论】这21种植物的细胞色素P450蛋白特性差别不大,进化距离也比较近,显示细胞色素P450具有较高的保守性和稳定性。本文将为细胞色素P450酶学特征分析及植物中三萜皂苷代谢研究提供帮助。     

细胞色素P450酶系与苦皮藤素Ⅴ对昆虫选择毒性的关系研究

研究了细胞色素P450含量及NADPH-细胞色素P450还原酶活性与苦皮藤素Ⅴ对粘虫(Mythimna separata)和小地老虎(Agrotis ypsilon)选择毒性的关系.结果表明,对照组小地老虎中肠细胞色素P450含量及NADPH-细胞色素P450还原酶活性均显著高于粘虫.苦皮藤素Ⅴ处理后,小地老虎和粘虫中肠细胞色素P450含量均显著高于对照,粘虫中毒抽搐期及失水期中肠细胞色素P450含量分别比对照升高1.46和2.26倍,NADPH-细胞色素P450还原酶活性分别比对照升高1.26和2.56倍;处理组小地老虎中肠细胞色素P450含量比对照升高0.39倍,NADPH-细胞色素P450还原酶活性略高于对照.由此认为,中肠细胞色素P450含量及NADPH-细胞色素P450还原酶活性与苦皮藤素Ⅴ对粘虫和小地老虎产生选择毒杀活性有着重要的关系.并且苦皮藤素Ⅴ对细胞色素P450酶系具有一定的诱导作用,但对不同昆虫以及同一种昆虫中P450酶系的不同组分诱导作用不同.     

细胞色素P450酶系介导的除草剂抗性研究进展

细胞色素P450酶系在生物界中广泛分布,并且是大多数除草剂代谢第一阶段的重要酶系,对除草剂抗性的形成发挥着重要作用。结合国内外细胞色素P450酶系在除草剂代谢中的研究进展,对细胞色素P450酶系参与的杂草抗性形成及其在抗除草剂转基因作物培育中的应用等方面的研究进行了综述,旨为该领域的相关研究提供参考。     

苯丙烷代谢途径中细胞色素P450的研究

苯丙烷次生代谢途径通过合成木质素、类黄酮等多种次生物质而影响植物的许多重要性状。细胞色素P450超家族参与苯丙烷途径的至少16种关键酶反应。从蛋白特征、功能、编码基因、表达调控等角度,综述了公共苯丙烷和主要分支途径中的细胞色素P450,如肉桂酸-4-羟化酶、类黄酮-3’-羟化酶、类黄酮-3’5’-羟化酶、阿魏酸5-羟化酶等。     

油棕P450基因在果皮发育过程中的动态表达

对油棕果实5个不同发育时期果皮中脂肪酸含量和类细胞色素P450(cytochrome P450,P450)基因的表达情况进行了分析。结果表明:在所选择的5个不同发育时期中第4个时期P450的表达量最高,为第1个时期表达量的201.07倍。脂肪酸总含量分析表明第3、4个时期之间增加速率最高(15.79%)。在第3个时期脂肪酸的合成较少,脂肪酸含量变化趋势与同样组织中的P450基因表达趋势类似。由于细胞色素P450在植物脂肪酸代谢中起重要作用,油棕果实发育中细胞色素P450的表达极有可能对其脂肪酸的氧化、环氧化、烃基化等代谢产生影响,进而对脂肪酸的组成、产量及一些保护性化合物等的合成产生影响。     

Dynamic expression of one cytochrome P450-like gene in mesocarp of oil palm nut

对油棕果实5个不同发育时期果皮中脂肪酸含量和类细胞色素P450(cytochrome P450,P450)基因的表达情况进行了分析.结果表明:在所选择的5个不同发育时期中第4个时期P450的表达量最高,为第1个时期表达量的201.07倍.脂肪酸总含量分析表明第3、4个时期之间增加速率最高(15.79％).在第3个时期脂肪酸的合成较少,脂肪酸含量变化趋势与同样组织中的P450基因表达趋势类似.由于细胞色素P450在植物脂肪酸代谢中起重要作用,油棕果实发育中细胞色素P450的表达极有可能对其脂肪酸的氧化、环氧化、烃基化等代谢产生影响,进而对脂肪酸的组成、产量及一些保护性化合物等的合成产生影响.     

蚯蚓细胞色素P450基因的克隆及序列分析

蚯蚓是一种土壤环境的指示生物,参与土壤中有毒化学物质的降解等过程。细胞色素P450酶是动物体内参与外源化合物代谢的主要酶系。本实验通过已有的其他物种的细胞色素P450酶保守序列设计简并引物,用RT-PCR的方法成功扩增出了赤子爱胜蚓体内的一条P450序列(670bp左右,Genbank登录号:KF823788),并对其保守区域、氨基酸构成及三级结构进行了分析。这是首次从蚯蚓体内扩增出P450基因,为下一步从基因层次研究蚯蚓机体对外源化合物的解毒功能及其机理提供了参考。     

昆虫细胞色素P450的研究进展及其介导的抗药性

昆虫细胞色素P450在昆虫抗药性、解毒代谢等方面具有重大研究价值.概述了昆虫细胞色素P450在昆虫抗药性中所起的作用及其目前的一些研究进展,分析了其基因的结构和特点,从结构决定功能这个角度阐述了该酶的功能、表达及其诱导机制,从分子学角度分析了昆虫细胞色素P450介导昆虫抗药性的分子机制.     

转舞毒蛾CYP6B53基因果蝇品系对2种杀虫剂的胁迫响应

昆虫细胞色素P450是重要的解毒酶,参与杀虫剂代谢。利用转基因果蝇技术探究舞毒蛾CYP6B53基因对溴氰菊酯和百树菊酯的胁迫响应:通过药膜法以低剂量(0.77 mg/L)溴氰菊酯和百树菊酯胁迫转CYP6B53基因果蝇(命名为att P40CYP6B53)及非转基因对照果蝇(命名为att P40),分别测定了细胞色素P450酶活性和CYP6B53基因表达量对2种杀虫剂的胁迫响应。结果表明:低剂量拟除虫菊酯胁迫下,转CYP6B53基因果蝇体内细胞色素P450活性表现出不同的时间效应,以24 h时表现为例,溴氰菊酯胁迫24 h显著抑制P450活性,而百树菊酯胁迫则显著诱导P450活性;转基因果蝇体内CYP6B53 m RNA表达水平对2种杀虫剂24 h胁迫响应呈现出相似的结果。综上,CYP6B53基因调控P450活性参与溴氰菊酯和百树菊酯胁迫响应,但胁迫响应存在显著的时间效应。     

寄生蜂细胞色素P450s研究进展

细胞色素P450s广泛存在于植物、动物和微生物中，对昆虫内源性物质的合成、代谢和对外源物质的解毒均发挥着重要作用，也与昆虫抗药性的产生密切相关。近年来，化学杀虫剂的过度使用严重威胁着天敌昆虫寄生蜂的生存，降低其作为生物防治剂的防治效果。昆虫耐药性的产生很大程度上依赖于细胞色素P450s对外源有毒物质的代谢作用，因此，对寄生蜂P450s基因进行鉴定和进化分析，了解其介导的抗药性机制，对指导新型农药的开发、通过基因编辑的方法改造寄生蜂P450s基因以增强其对化学药剂的耐受性等，均具有重要研究意义和应用价值。     

生物细胞色素P450的研究进展

简要介绍了生物细胞色素P450分布的多样性、P450的功能、P450在不同领域的研究现状与进展。鉴于P450的研究无论在理论上探索生物的生理代谢、选择进化和生物与环境的关系方面,或在环境保护、农业生态、生物防治、作物基因工程和医药卫生等应用方面,都有广泛的实践意义,因此,应该受到更大的关注和重视。     

植物细胞色素P450 s及其在植物新陈代谢中的作用

对目前已知功能的CYP450s进行了概述，综述了CYP450s在植物基础代谢和非基础代谢中的重要功能和作用，为进一步研究该基因家族及各成员间的功能提供参考。     

异育银鲫各组织器官中细胞色素P450药酶活性的比较

对异育银鲫Carassius auratus gibelio肝胰脏、肾、鳃、肠和肌肉等组织器官中细胞色素P450（CYP450）主要药酶活性进行检测,研究其在异育银鲫各组织中的分布。结果显示：以CO还原差示光谱法测得异育银鲫肝胰脏、肾、鳃、肠、肌肉微拉体的细胞色素P450及b5含量均以肝胰脏微粒体中最高,其次为肾、鳃、肠微粒体,肌肉中最低。以氨基比林N-脱甲基、红霉素N-脱甲基、苯胺-4-羟化反应分别作为CYP2B、CYP3A和CYP2E的探针反应,测得氨基比林N-脱甲基酶（APD）及红霉素N-脱甲基酶（ERND）活性在上述组织中分布差异性类似,均表现为肝胰脏微粒体中最高,分别为（1.668±0.104）、（0.941±0.061）nmol/（min.mg）,其次为肾、鳃、肠微粒体,肌肉微粒体中最低,分别为（0.245±0.011）、（0.078±0.019）nmol/（min.mg）;苯胺-4-羟化酶（AH）活性以肝胰脏微粒体最高,为（0.052±0.009）nmol/（min.mg）,其次为鳃微粒体,肌肉微粒体中最低,不能检出。研究表明,异育银鲫主要组织微粒体中具有细胞色素P450亚型活性,且它们在异育银鲫体内的分布和活性存在着组织和器官差异性,以肝胰脏组织中的含量和活性为最高。     

田间灰飞虱抗药性相关细胞色素P450基因和酯酶基因的筛选

利用毒死蜱、吡虫啉和溴氰菊酯等3类不同药剂,通过毒力生测首先确定了田间灰飞虱对杀虫剂的低水平多重抗性特性;其次通过解毒酶活力测定,发现抗性品系的细胞色素P450氧化酶和酯酶明显升高;进而根据灰飞虱转录组数据进行引物设计,通过PCR克隆对转录组中的细胞色素P450及酯酶基因进行验证,在得到53条细胞色素P450基因序列及72条酯酶基因序列的基础上,利用半定量PCR比较这些基因在灰飞虱田间抗性品系和敏感品系间的表达差异。结果发现:细胞色素P450的CYP6家族中有10条,CYP4家族中有6条,这16条基因序列在抗性品系中的表达量明显高于敏感品系;酯酶中也有12条基因系列在抗性品系中的表达量明显高于敏感品系,它们中3条来自羧酸酯酶家族,8条来自磷酸酯酶家族,1条来自其他酯酶家族。提示:解毒酶基因的过量表达是灰飞虱田间低水平多重抗性的主要机制,也是抗药性发展初期的关键因素,利用分子生物学技术进行田间监测,有利于了解田间灰飞虱的抗药性发展。     

利用RNAi技术沉默麦长管蚜与桃蚜细胞色素P450

【目的】通过体外饲喂双链RNA（dsRNA）,利用RNAi技术沉默麦长管蚜和桃蚜体内细胞色素P450。【方法】采用PCR克隆获得麦长管蚜和桃蚜体内细胞色素P450片段;利用双链RNA合成试剂盒合成麦长管蚜和桃蚜细胞色素P450保守序列的dsRNA;在蚜虫人工饲料中,分别加入终浓度为0、3、5和7.5 ng•μL-1的dsRNA,每个试验组设置3个重复,分别于饲喂后2天、4天、6天、8天统计蚜虫的存活数;利用实时荧光定量PCR技术分析饲喂后目标基因的表达抑制情况。【结果】从麦长管蚜与桃蚜的cDNA中分别克隆细胞色素P450,所克隆片段同源性为90.1%,发现随着dsRNA浓度的增大,麦长管蚜和桃蚜的死亡率随着时间的推移不断升高,最高死亡率可分别达75.56%和64.44%。提取饲喂dsRNA浓度为7.5 ng•μL-1的不同时间段的蚜虫总RNA,实时荧光定量PCR结果表明,目的基因被沉默。【结论】利用麦长管蚜和桃蚜细胞色素P450保守序列的dsRNA,体外饲喂后,通过RNA干扰（RNAi）,能够显著降低蚜虫体内细胞色素P450的表达水平,直至导致目的基因沉默和蚜虫死亡。     

多功能氧化酶与马尾松毛虫对拟除虫菊酯杀虫剂的耐药性关系研究

对贵溪、金溪两地马尾松毛虫种群进行毒力测定和多功能氧化酶测定,结果表明马尾松毛虫幼虫体内MFO酶细胞色素P450含量随龄期增加而提高,不同组织中中肠细胞色素P450含量最高,脂肪体次之,体壁含量最低.比较2种群对两种拟除虫菊酯杀虫剂的耐药性水平和体内MFO酶细胞色素P450含量,耐药性水平高的贵溪马尾松毛虫种群其体内MFO酶细胞色素P450含量亦高.     

苯巴比妥和地塞米松对鸡细胞色素P450的诱导作用

将60只40日龄依莎公鸡随机等分为对照组、苯巴比妥(PB)诱导组和地塞米松(DEX)诱导组,进行体外肝微粒体酶活性测定和体内安替比林(AP)消除动力学试验,研究苯巴比妥和地塞米松对鸡肝微粒体细胞色素P450的诱导作用。结果表明,与对照组相比,PB组和DEX组的肝微粒体酶活性显著提高(P<0.01),AP的代谢速率显著加快(P<0.01)。表明苯巴比妥和地塞米松对鸡肝微粒体体细胞色素P450具有明显的诱导作用。