细胞色素P450蛋白酶催化下环己胺脱氨基反应机理的理论研究

在细胞色素P450蛋白酶催化的一系列二级胺和三级胺的脱烷基、脱氨基反应中,环己胺的脱氨基反应有着重要的生理意义,该反应中涉及Cα-H键氧化过程的机理细节在过去几十年中一直存在较大争议,且迄今尚未见相关理论计算报道.针对P450催化的环己胺脱氨基反应,一系列的密度泛函理论(DFT)计算结果及以相关计算数据为基础进行了动力学同位素效应计算结果显示:环己胺底物首先经过一个酶促的Cα-H键氧化反应生成一种甲醇胺,之后又通过一个水分子的辅助在非酶环境中进行了脱氨基反应,生成环己酮和氨气.其中第一步Cα-H键氧化反应涉及了氢原子传递(HAT)过程以及后续无垒的氧反弹过程,且四重态和二重态的能量十分接近,从而证明了Cα-H键氧化反应涉及了"双态反应"(TSR)机理,同时相关的动力学同位素效应计算结果也显示了较大的KIE(动力学同位素效应)值,符合HAT的机理特征.

细胞色素P450介导的杂草抗药性研究进展

细胞色素P450(cytochrome P450)是一类重要的亚铁血红素-硫醇盐蛋白超家族,属于单加氧酶,广泛分布于生物界中。研究发现P450主要具有“生物合成”和“生物解毒”两大功能,被誉为“万能的生物催化剂”。大多数除草剂在植物体内代谢的初始阶段即涉及植物细胞色素P450的作用。近些年,由P450介导的抗药性杂草呈多发态势,其复杂的抗性谱,给杂草化学防除带来了新的挑战。本文对P450分类命名、P450与除草剂代谢的关系、P450抗性鉴定手段、P450介导抗性杂草发生情况、与除草剂代谢有关的植物细胞色素P450基因克隆等内容进行了综述,旨在为该领域的相关研究提供参考。

长链非编码RNA LINC00987通过细胞色素P450途径促进AML细胞凋亡的机制研究

目的:探讨长链非编码RNA LINC00987在抗肿瘤药物诱导的急性髓系白血病(acute myeloid leukemia,AML)细胞凋亡中的作用及分子机制。方法:通过RT-qPCR检测AML中的LINC00987表达水平。构建稳定敲减LINC00987基因的Molm13细胞(shLINC00987),通过Annexin V/PI检测LINC00987低表达对阿糖胞苷诱导AML细胞凋亡的影响。对LINC00987共表达基因进行信号通路富集,分析LINC00987的表达对细胞色素家族基因的影响。结果:与健康对照组相比,lncRNA LINC00987在AML细胞系和AML病人标本中均显著降低,而在抗AML治疗后缓解组中高表达;此外,低表达LINC00987与AML患者预后不良有关。抗肿瘤药物阿糖胞苷、阿霉素、三氧化二砷和维奈托克可显著诱导AML细胞系Molm13和MV411的LINC00987表达。下调LINC00987的表达可抑制阿糖胞苷诱导的Molm13细胞凋亡。进一步研究发现,LINC00987共表达基因可富集于细胞色素P450(cytochrome,P450,CYP450)介导的氧化应激通路/网络,且LINC00987的表达与CYP450家族基因CYP11B1、CYP2U1和CYP2C9的表达水平呈正相关。下调LINC00987的表达则可抑制阿糖胞苷诱导的CYP11B1、CYP2U1和CYP2C9的mRNA表达。结论:LINC00987可以作为AML的预后标志物,其可能通过CYP450介导的氧化应激途径促进阿糖胞苷诱导的AML细胞凋亡。

烟粉虱细胞色素P450基因CYP6JM1的克隆及其在噻虫嗪抗性中的作用

烟粉虱Bemisia tabaci是全球性农业害虫之一,目前采用的防治手段多为化学防治。噻虫嗪作为一种新烟碱类杀虫剂,现被广泛应用于田间烟粉虱的防治,但烟粉虱已对其产生了抗性。本文通过RT-qPCR对烟粉虱噻虫嗪抗性与敏感种群的细胞色素P450基因CYP6JM1表达水平进行了比较,结果显示,烟粉虱噻虫嗪抗性种群CYP6JM1基因表达水平明显升高。基因克隆和序列分析表明,CYP6JM1基因具备昆虫P450基因的典型特征。RT-qPCR检测结果表明,该基因在烟粉虱1~2龄时期及腹部高水平表达。RNAi结果表明,降低烟粉虱体内CYP6JM1基因的表达量能够显著提高其对噻虫嗪的敏感性,表明CYP6JM1基因可能与烟粉虱对噻虫嗪的抗性有关。

细胞色素P450-RhFRED人工融合酶的研究进展与应用

来自于红球菌Rhodococcus sp.NCIMB 9784的P450RhF是一个自给自足型的细胞色素P450酶,它的血红素结构域主要负责控制酶的底物特异性,P450还原酶伴侣蛋白RhFRED与细胞色素P450血红素结构域天然融合在一起,电子主要从蛋白分子内转移到P450血红素结构域。依据融合型P450RhF自给自足的特性,有学者利用P450RhF的还原伴侣蛋白RhFRED,与其它P450构建人工融合酶P450-RhFRED,来实现多种细胞色素P450基因的功能表达。基于此建立的P450-Rh-FRED融合文库对未知功能P450的催化功能探索有很大意义,P450-RhFRED融合酶技术也可用于开发已知细胞色素P450酶的工业应用。

细胞色素P450 2E1抑制剂DDC上调人星状细胞基质金属蛋白酶-1表达

目的细胞色素P450 2E1(CYP2E1)可以诱导肝星状细胞合成I型胶原增加,而此效应可被CYP2E1抑制剂阻断,但其机制仍不清楚。本研究旨在研究CYP2E1抑制剂DDC可能的抗纤维化机制。方法将稳定表达CYP2E1的人肝细胞系C3A-CYP2E1与人星状细胞系LX-2共培养,并给予CYP2E1抑制剂DDC处理。DDC处理24h后收取共培养上清及LX-2细胞。ELISA检测共培养上清中前I型胶原含量,半定量PCR及实时荧光定量PCR测定LX-2细胞中基质金属蛋白酶-1(MMP-1)、I型胶原和基质金属蛋白酶抑制因子-1(TI MP-1)的相对转录水平。结果 ELISA结果显示,与未加DDC的对照组相比,DDC处理组共培养上清中的前I型胶原含量下降,差异具有统计学意义。半定量PCR及实时荧光定量PCR均显示,与未加DDC的对照组相比,DDC处理组LX-2细胞中MMP-1的相对转录水平明显增加,差异具有统计学意义;而I型胶原和TIMP-1的相对转录水平无明显改变。结论 CYP2E1抑制剂DDC主要通过上调MMP-1的表达,以发挥其抑制I型胶原合成的作用,而对I型胶原和TI MP-1的转录无明显影响。

细胞色素P450系统与蛋白酶抑制剂的药物相互作用

简述了细胞色素P45 0 (CYP)系统的同工酶命名、异构体类型和基因多态性表达 ,并介绍了酶抑制剂和酶诱导剂的动力学特性。阐述了蛋白酶抑制剂沙奎那韦、茚地那韦、利托那韦和那非那韦与其他经CYP代谢的药物合用时出现的药物相互作用。

细胞色素P450蛋白结构对环境中致癌物响应的分子模拟

细胞色素P450作为生物标记物,在环境质量监测中具有重要应用。采用同源建模和分子动力学方法模拟了细胞色素P450在纯水体系和含致癌物氨基甲酸甲酯的污水体系中的响应情况,在分子水平上研究了细胞色素P450的蛋白结构在不同水环境中的变化。结果表明,相较于纯水体系,细胞色素P450的蛋白结构在污水体系中发生了明显变化,总表面积明显增大,二级结构盐桥、转向、折叠和螺旋所含残基数量发生了明显变化,氨基甲酸甲酯是影响细胞色素P450蛋白结构变化的主要因素;蛋白与水之间氢键数目的减少是细胞色素P450蛋白结构发生变化的主要原因;在污水体系中,细胞色素P450蛋白结构变化的主要区域是转向区域。该研究为新型标记物的设计以及细胞色素P450的应用提供了理论依据。

稳定表达人细胞色素P450氧化还原酶(POR)的Flp-In^(TM) CHO细胞系的建立

目的建立稳定表达人细胞色素P450氧化还原酶(POR)的Flp-In^(TM) CHO细胞系,为进一步建立稳定双表达人POR与人细胞色素P450(CYP)的细胞系奠定基础。方法构建POR重组慢病毒并感染Flp-In^(TM) CHO细胞,荧光显微镜观察绿色荧光蛋白表达,挑选转染细胞进行嘌呤霉素筛选和单克隆培养,以获得稳定转染细胞株。利用丝裂霉素C(MMC)细胞毒实验、实时荧光定量PCR和Western blot法检测细胞POR的表达,获得稳定表达POR的Flp-In^(TM) CHO-POR细胞株。构建稳定双表达POR和CYP2C19的Flp-In^(TM) CHO-POR细胞(Flp-In^(TM) CHO-POR-2C19)和单表达CYP2C19的Flp-In^(TM) CHO细胞(Flp-In^(TM) CHO-2C19),并用环磷酰胺(CPA)测定CYP2C19酶活性。结果与感染阴性对照病毒的Flp-In^(TM) CHO细胞相比,感染POR重组慢病毒的Flp-In^(TM) CHO细胞MMC代谢活性升高,POR mRNA和蛋白的表达水平增加,说明获得了可稳定表达POR的Flp-In^(TM) CHO-POR细胞。与Flp-In^(TM) CHO细胞相比,Flp-In^(TM) CHO-2C19的CPA代谢活性无显著差异,而Flp-In^(TM) CHO-POR-2C19的CPA代谢活性增加且明显高于Flp-In^(TM) CHO-2C19细胞。结论成功建立了稳定表达POR且可进一步用于CYP转基因细胞构建的Flp-In^(TM) CHO-POR细胞系。

母体用药及母体细胞色素P450遗传多态性与新生儿罹患先天性心脏病的相关性分析

目的研究母亲怀孕早期用药及细胞色素P450(CYP450)遗传多态性与后代先天性心脏病(CHD)的关联性。方法选取127名CHD胎儿产妇为观察组,132名非CHD胎儿产妇为对照组。调查双方特征及用药史,检测CYP450多态性。用Logistic回归分析产妇药物使用与CYP450基因变异与后代CHD风险关联。结果观察组产妇使用促排卵药、降压药、抗生素、抗抑郁药、预防流产药、中药等后代CHD风险高于对照组(P<0.05)。rs1065852基因型中A/T和T/T及rs16947基因型中C/G和G/G相较各自基因型均增加后代CHD风险。母体CYP450基因rs1065852风险基因型(A/T或T/T)及怀孕早期用药可增加后代CHDs风险(P<0.05);CYP450基因rs16947风险基因型(C/G或G/G)同样会增加后代CHDs风险(P<0.05)。结论母体怀孕早期使用药物可能与后代患CHD有关,CYP450的rs1065852和rs16947位点与子代先天性心脏病风险显著相关。

细胞色素P450氧化还原酶缺乏症试管助孕1例

细胞色素P450氧化还原酶缺乏症(cytochrome P450 oxidoreductase deficiency,PORD)是先天性肾上腺皮质增生症(congenital adrenal hyperplasia,CAH)中罕见的类型,为细胞色素P450氧化还原酶(cytochrome P450 oxidoreductase,POR)基因纯合或杂合变异引起的常染色体隐性遗传病。

细胞色素P450家族成员21A2活性与非酒精性脂肪性肝病的关系

目的比较不同人群细胞色素P450家族成员21A2(CYP21A2)表达水平和氧合活性差异,并进一步探索CYP21A2活性缺陷与非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)以及NAFLD合并多囊卵巢综合征(PCOS)的相关性。方法选取2021年3月至2022年3月就诊于新疆医科大学第一附属医院消化内科的NAFLD患者400例,根据其是否合并PCOS,将其分为NAFLD组(n=200)和NAFLD+PCOS组(n=200);另选取同期健康女性志愿者为对照组(n=100)。采集3组研究对象的外周血样,采用反转录实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)和蛋白质印迹技术检测其全血CYP21A2 mRNA和蛋白表达水平;分离血清,测定脂代谢标志物甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)含量,氧合活性标志物过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化脂质(LPO)、丙二醛(MDA)、血红素加氧酶-1(HO-1)和髓过氧化物酶(MPO)含量;同时提取外周血DNA,用竞争性等位基因特异性PCR实验分析CYP21A2-rs772588285位点突变情况。结果相较于对照组,NAFLD组与NAFLD+PCOS组患者的CYP21A2 mRNA和蛋白表达水平均降低(P<0.05),但NAFLD组与NAFLD+PCOS组间差异无统计学意义(P>0.05);相较于对照组,NAFLD组和NAFLD+PCOS组TG、TC、LDL、LPO、MDA和MPO含量均增多(P<0.05),HDL、CAT含量降低(P<0.05),但NAFLD组与NAFLD+PCOS组间差异无统计学意义(P>0.05);此外,对照组和NAFLD组的CYP21A2基因rs772588285位点G/A基因型分布频率差异有统计学意义(P<0.05)。结论CYP21A2表达水平及氧合活性可能与NAFLD发病存在相关性,与NAFLD是否合并PCOS可能关系不大。

Cocktail探针药物法评价玄参对大鼠细胞色素P450酶的影响

采用Cocktail探针药物法研究玄参对大鼠4种细胞色素P450(CYP3A4、CYP2D6、CYP2C9和CYP1A2)活性的影响.24只健康雄性SD大鼠(Sprague-Dawley rat)随机分为三组:A组为多剂量组,连续7 d给予150 mg/kg玄参.B组为单剂量组,第7 d给予150 mg/kg玄参.C组为对照组.第7 d,各组在给予玄参30 min后,再给予4种探针药物的混合溶液,其中咪达唑仑3 mg/kg、美托洛尔20 mg/kg、氯沙坦5 mg/kg、非那西汀5 mg/kg,分别用以评价CYP3A4、CYP2D6、CYP2C9和CYP1A2的活性.根据设定的时间点收集大鼠血浆样品,处理后的样品采用超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)法测定样品中4种探针药物的浓度.结果可见,玄参对大鼠体内氯沙坦和非那西汀的药代动力学参数无显著影响.单剂量的玄参导致咪达唑仑代谢减慢,多剂量给予的玄参显著诱导美托洛尔代谢.玄参对CYP2C9和CYP1A2的酶活性无明显影响,可以抑制CYP3A4或诱导CYP2D6的酶活性.

细胞色素P450基因家族参与植物硫代葡萄糖苷生物合成的研究进展

硫代葡萄糖苷是一种主要存在于十字花科植物中的重要次生代谢物,在植物病虫害防御、食品风味形成以及医学癌症治疗等方面均有重要作用。硫代葡萄糖苷的生物合成过程十分复杂,参与其合成调控的因素有很多,如遗传背景、调节基因以及植物激素等。细胞色素P450酶(CYP450)是一类普遍存在于动植物、微生物以及病毒中的超基因家族编码的酶系,在硫代葡萄糖苷的生物合成中起关键作用。本文综述了CYP450的结构、分类和功能,阐述了CYP450参与硫代葡萄糖苷生物合成的作用,并介绍了CYP450响应外源刺激和环境条件的变化调控硫代葡萄糖苷合成的作用机理,以期为研究硫代葡萄糖苷合成机制提供参考。

细胞色素P450超家族蛋白质基于结构知识的序列联配

应用计算机程序对细胞色素Ｐ４５０蛋白２０个家族的代表序列进行初步多序列联配后，利用结构知识对匹配结果加以调整，调整的依据是Ｐ４５０蛋白二级结构特征和某些超二级结构特征的保守性，三维结构空间配置的保守性，在结构与功能重要残基的保守性，亲水和疏水片段的保守性。大量定点突变实验、选择性化学修饰实验、抗多肽抗体结合实验等能很好地确证该联配结果的正确性。联配结果对真核Ｐ４５０蛋白膜结合方式、活性位点残基分布、与氧化还原偶联蛋白有相互作用的残基的分布等作出了合理的推断。

人细胞色素P450 1A1与谷胱甘肽S-转移酶的融合蛋白及其抗体的制备

采用融合蛋白技术原核表达 CYP1 A1 (第 2 4 1- 381个氨基酸 )与谷胱甘肽 S-转移酶 (GST)的融合蛋白作为抗原 ,用于制备 CYP1 A1多克隆抗体 .根据正反重组质粒 p GEX/ 1 A1表达的融合蛋白大小不同的原理 ,直接表达筛选得到正向重组质粒p GEX/ 1 A1 .通过优化表达条件 ,提高了目的蛋白的表达水平 .包涵体蛋白经制备型聚丙烯酰胺凝胶电泳 (PAGE)分离 ,获含纯化融合蛋白 GST- 1 A1的 PAGE凝胶 .直接用含 GST- 1 A1的凝胶悬液免疫 BALB/ c小鼠 ,自腹水中获取 CYP1 A1多克隆抗体 (1 A1 p Ab) . 1 A1 p Ab用切胶纯化的融合蛋白GST- 2 B6交叉吸收 ,蛋白 A- Sepharose亲和层析柱来纯化 .用切胶纯化的融合蛋白 GST- 1 A1及 GST-2 B6的免疫印迹反应初步鉴定 1 A1 p Ab的特异性 .纯化的 1 A1 p Ab对融合蛋白 GST- 1 A1反应特异性较强 ,但仍对 GST- 2 B6有弱交叉反应 .

中华蜜蜂细胞色素P450基因及其全长转录本的鉴定及分析

【目的】利用纳米孔(nanopore)测序技术鉴定中华蜜蜂Apis cerana cerana工蜂幼虫肠道中细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)基因及其全长转录本,为后续功能研究提供参考信息和基础。【方法】通过Nanopore PromethION平台对中华蜜蜂工蜂4-6日龄幼虫肠道进行转录组测序。利用Guppy软件对原始读段(raw reads)进行质控以得到有效读段(clean reads)。通过识别两端引物鉴定全长转录本序列。使用BLAST工具将上述全长转录本的序列比对到Nr和GO数据库以鉴定CYP450基因及其全长转录本。采用Astalavista软件鉴定基因的可变剪接(alternative splicing,AS)事件。通过RT-PCR验证不同类型AS事件的可靠性。【结果】在中华蜜蜂工蜂4-6日龄幼虫肠道中分别测得7338627,7003419和7434233条原始读段,经质控得到的有效读段数分别为7289494,6959880和7387756条。鉴定到的非冗余全长转录本总数为48200条。共鉴定到47个CYP450基因和265条CYP450基因全长转录本。共鉴定到CYP450基因的90次AS事件,包括36次外显子跳跃事件、20次可变5′端剪接位点事件、17次内含子保留事件、9次可变3′端剪接位点事件及8次外显子互斥事件。RT-PCR结果证实随机选取的3种AS事件类型真实可靠。【结论】鉴定了中华蜜蜂的CYP450基因及其全长转录本,补充了东方蜜蜂参考基因组的相关注释,并揭示中华蜜蜂CYP450基因可通过多种AS类型产生丰富的剪接体。

复方曲肽注射液对细胞色素P450酶活性的体内外影响

目的考察复方曲肽注射液对细胞色素P450(CYP450)酶活性的体内外影响。方法将人肝微粒体与复方曲肽注射液(体积分数0.05%~10%)和CYP1A2、CYP2B6、CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP3A4的特异性探针底物共孵育30 min,采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术检测相应代谢产物的生成量,并计算半数抑制浓度(IC_(50));将人原代肝细胞与复方曲肽注射液(体积分数0.05%~10%)或CYP1A2、CYP2B6、CYP3A4阳性诱导剂共孵育48 h后,采用实时荧光定量聚合酶链式反应法测定上述酶mRNA的相对表达量(即诱导倍数)。将雄性SD大鼠随机分为对照组(生理盐水+CYP1A2、CYP2B6、CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP3A4探针底物8、2、1、1、10、10、8 mg/kg)和实验组(复方曲肽注射液0.9 mL/kg+CYP1A2、CYP2B6、CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP3A4探针底物8、2、1、1、10、10、8 mg/kg),每组6只,采用Cocktail探针药物法,以UPLC-MS/MS技术为手段,检测各探针底物的药动学参数。结果经0.05%~10%复方曲肽注射液处理后,人肝微粒体中CYP2B6、CYP2C8、CYP2C19的活性无明显变化,未能拟合出IC50;CYP1A2、CYP2C9、CYP2D6、CYP3A4的IC50分别为419.90%、97.78%、176.00%、19.42%;经0.05%~10%复方曲肽注射液处理后,人原代肝细胞(批号MHK)中CYP3A4mRNA的平均诱导倍数为4.88(且有2个浓度点的平均诱导倍数>2);经复方曲肽注射液干预后,CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19底物的AUC0-t、AUC0-∞均显著升高,CYP2C8、CYP2C19底物的CL均显著降低,CYP2C9酶底物的t1/2显著延长(P<0.05)。结论复方曲肽注射液对人肝微粒中CYP1A2、CYP2B6、CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP3A4活性无明显的体外抑制作用,对人原代肝细胞中CYP3A4mRNA的表达有体外诱导作用,对大鼠CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19活性有体内抑制作用。

棉铃虫细胞色素P450家族CYP6AE14基因克隆、序列分析及蛋白原核表达

采用同源克隆技术克隆石河子棉区棉铃虫抗性品系的P450家族解棉酚基因CYP6AE14。克隆获得的目的基因全长1 581bp,编码526个氨基酸。序列分析表明,该抗性品系的CYP6AE14有1个氨基酸发生突变,即Y25F;其与烟草天蛾的CYP6AE32同源性较高,达60%。利用原核表达载体pET28-a在大肠杆菌中成功表达棉铃虫P450 CYP6AE14基因,为进一步的基因功能验证奠定基础。

兜甲蛋白和细胞色素P450 3A5在口腔黏膜下纤维化中的表达及意义

目的探讨兜甲蛋白(LOR)和细胞色素P450 3A5(CYP 3A5)在口腔黏膜下纤维化颊黏膜(OSF)和正常颊黏膜中的表达以及在上皮防御作用中的意义。方法首先采用免疫组化染色检测66例OSF颊黏膜和14例正常颊黏膜中LOR和CYP 3A5这2种蛋白的表达和定位,然后采用Western blot和RT-PCR方法分别在OSF患者颊黏膜和正常人颊黏膜中检测LOR和CYP 3A5的蛋白和mRNA表达。结果42例(63.6%)OSF呈LOR阳性表达,其在早、中期之间差异有统计学意义(P<0.05),而中、晚期之间差异无统计学意义(P>0.05);正常颊黏膜中CYP 3A5均呈阳性表达,5例(7.6%)OSF出现棘细胞弱阳性表达,33例(50%)出现内皮细胞弱阳性表达,与病理分期呈负相关(P<0.05)。RT-PCR显示LOR和CYP3A5mRNA在OSF与正常黏膜中表达的差异均有统计学意义(P<0.05);而Western blot检测显示,只有CYP 3A5蛋白表达在两者间差异有统计学意义(P<0.05)。结论LOR和CYP 3A5的异常表达是OSF黏膜上皮防御能力改变的表现,它们在OSF发生发展和癌变过程中可能发挥了重要作用。