指状青霉cyt b_5和cyt b_5r基因克隆及与cyp51A的共表达

为探究指状青霉细胞色素b5(Cyt b5)与细胞色素b5还原酶(Cyt b5r)在细胞色素P450 CYP51A电子传递方面的功用,研究了指状青霉CYP51A与Cyt b5-Cyt b5r共表达机制;并检测了其对于cyp51A基因表达水平的影响。通过转录组分析筛选并PCR克隆获得了cyt b5与cyt b5r基因,分别命名为HS-Pdcyt b5和HS-Pdcyt b5r。以多基因串联克隆载体p PICZαA为骨架构建了指状青霉共表达质粒ppbr A(p PIC-Pdcyp51A-cyt b5-cyt b5r);电转化法将重组质粒ppbr A导入毕赤酵母X-33中。q RT-PCR分析结果显示,CYP51A与Cyt b5-Cyt b5r共表达后,其基因表达水平升高54%-97%,并维持较长时间(48-72 h)。表明Cyt b5-Cyt b5r系统可将电子高效转移给CYP51A,从而增强cyp51A基因的转录表达。从指状青霉中克隆表达HS-Pd Cyt b5和HS-Pd Cyt b5r蛋白,并通过共表达的方式研究cyp51A基因的功能尚为首次报道。

抑霉唑、咪鲜胺与指状青霉CYP51的结合模式及交互抗性机制分析

为解析指状青霉Penicillium digitatum对抑霉唑和咪鲜胺的抗性机制和交互抗性机制,基于指状青霉甾醇14α-去甲基化酶(sterol 14α-demethylases,CYP51)CYP51A和CYP51B的氨基酸序列,采用同源建模的方法构建其三维结构,根据已报道的可能与抑霉唑抗性相关的突变位点CYP51A-Y308H及与咪鲜胺抗性相关的突变位点CYP51B-Y136H、CYP51B-Q309H和CYP51BF506I构建突变模型,采用分子对接法分析其突变前后与抑霉唑、咪鲜胺的结合模式,并进行氨基酸序列保守性分析。结果显示,抑霉唑和咪鲜胺与指状青霉CYP51的结合无特异性,两者均能与其CYP51A和CYP51B结合。指状青霉的CYP51A-Y308氨基酸残基及CYP51A-Y308H突变体氨基酸残基均不能与抑霉唑和咪鲜胺形成相互作用力,说明该突变与指状青霉对抑霉唑和咪鲜胺的抗性无关。指状青霉的CYP51B-Y136H突变导致其与咪鲜胺和抑霉唑的亲和力下降;指状青霉的CYP51B-Y136氨基酸位于CYP51B蛋白的保守区域,其产生的与咪鲜胺和抑霉唑抗性相关的随机突变在药剂选择压力下的分布频率可能逐渐上升。表明指状青霉CYP51B-Y136氨基酸突变可能是其对咪鲜胺及抑霉唑产生抗性及交互抗性的原因之一。