甾醇14α-去甲基化酶(CYP51)的研究进展

甾醇14α-去甲基化酶(CYP51)是分布最广的细胞色素P450家族成员,是生物甾醇合成过程中的关键酶。故CYP51不仅是细胞色素P450蛋白结构、功能、结构与功能关系等研究的模板,而且是重要的降胆固醇药物、抗真菌药物和除草剂作用靶标,具有重要的经济价值。以下就CYP51家族的序列特征、功能(生理功能和生化特征)、结构、结构与功能的关系、CYP51活性的抑制等方面的研究进展进行了综述。并对CYP51抑制剂的研究局限方面进行了讨论,探讨了CYP51抑制剂设计开发的相关问题。

基于真菌14α-去甲基化酶的非氮唑类抗真菌先导化合物的设计、合成及其体外抗真菌活性研究

基于真菌羊毛甾醇14α-去甲基化酶(CYP51)活性位点的三维结构设计并合成了新型四氢异喹啉类抗真菌先导化合物.体外抗真菌活性研究显示:设计的先导化合物具有较好的抗真菌活性.其中化合物5f和5g对于5种测试菌的抗真菌活性强于或相当于对照药物氟康唑.先导分子通过与靶酶活性腔氨基酸残基的非共价键结合产生抗真菌作用,避免与血红素辅基Fe原子发生配位结合,为一类具有新作用机理的非氮唑类抗真菌先导化合物.本研究为抗真菌药物研究提供了新的结合方式及结构类型.

棉花中一个钝叶醇14α-脱甲基酶基因同源基因(GhCYP51G1)的克隆、序列特征和表达分析

为研究植物固醇在棉花纤维细胞生长发育中的作用和信号传导机制,通过筛选棉花EST数据库并对目标EST序列进行整合和分析,从陆地棉栽培品种徐州142正在发育的纤维中克隆了植物固醇合成途径的重要酶基因——钝叶醇14α-脱甲基酶基因的同源基因,命名为GhCYP51G1(GenBank登录号为EU727154)。该基因编码486个氨基酸残基,其分子量和等电点分别为55.2kD和8.87。推导的氨基酸序列与烟草、马铃薯和葡萄等物种中CYP51家族成员有较高的同源性。而且具有钝叶醇14α-脱甲基酶序列中的典型保守结构域,如多个底物结合位点和血红素结合域。说明该克隆基因是钝叶醇14α-脱甲基酶基因的同源基因。实时定量RT-PCR的结果表明GhCYP51G1基因在快速伸长期的纤维中具有较高的表达水平,而在子叶、雌蕊和雄蕊以及开花后6d胚珠、开花后0d和2d的胚珠纤维中表达水平较低。在开花后8d的纤维细胞中GhCYP51G1的表达水平最高,这些结果说明该基因在纤维细胞的伸长生长中具有重要作用。同时在纤维生长过程中,由于生长素能够下调GhCYP51G1基因的表达,暗示植物固醇在植物激素,特别是油菜素类固醇物质和生长素的相互作用中具有一定作用。

唑类耐药白色念珠菌羊毛甾醇14α-去甲基化酶基因的研究

目的探讨白色念珠菌羊毛甾醇14α-去甲基化酶(CYP51)基因突变与对唑类抗真菌药物耐药的关系,从分子水平了解其耐药机制。方法纸片扩散法和NCCL公布的M-27方案测定耐药株对氟康唑和伊曲康唑的MIC;设计引物,PCR扩增唑类耐药白色念珠菌的CYP51基因;扩增产物测序并与Genbank序列相比较分析。结果扩增产物测序分析表明,成功扩增到白色念珠菌CYP51基因。与X13296株序列相比较,两个耐药株都存在有意义突变和无意义突变。两株菌共有22个碱基突变。与以往报道的相同,突变发生氨基酸替换的有F105L、K128T、Y133H、T199I、R267H、G464S和G467K。其中,两株菌都有Y132H和G467K突变。F71L、W244R、T311N和T352I为新发现的突变,未见报道。同时,也发现了9个未发生氨基酸替换的突变。结论白色念珠菌对唑类抗真菌药物的耐药与CYP51基因突变有关,且为多位点突变。

禾谷镰刀菌甾醇14α脱甲基酶基因cDNA克隆及生物信息学分析

克隆获得禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)2个甾醇14α脱甲基酶CYP51蛋白(CYP51A、CYP51B)基因c DNA序列,明确其氨基酸序列典型特征,为研究蛋白质结构及其抗药性机制奠定基础。采用RT-PCR技术,克隆2个CYP51蛋白基因c DNA序列,利用相关生物信息软件对其序列进行生物信息学分析。结果克隆到2条c DNA序列,长度分别为1 524、1 581 bp,分别编码507、526个氨基酸;2个蛋白分子量分别为57.5、59.3 ku,等电点分别为6.93、7.08,不稳定系数分别为49.43、39.05;2个蛋白均含有细胞色素P450家族成员典型的保守结构域;不具有信号肽的属于非分泌性蛋白,具有跨膜结构域,是亲水性蛋白;蛋白质二级结构最主要的结构元件是α螺旋、无规则卷曲,并散布于整个蛋白中;亚细胞定位预测显示,CYP51A蛋白主要位于内质网及高尔基体等细胞器中,而CYP51B主要位于细胞质中。研究结果将为进一步研究CYP51蛋白生物学功能及其蛋白结构生物学提供参考。

鸡Spot14α基因多态性与体重的相关研究

以鸡Spot14α基因作为影响鸡体重候选基因，采用PCR-RFLP、变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和DNA测序方法检测鸡Spot14α基因多态性，以东北农业大学F2资源群体（NEAUF2）为研究材料，进行Spot14α基因多态性与鸡体重相关分析。结果表明，Spot14α基因A-40G、3 bp插入/缺失以及两个位点构建单倍型的多态性均与5~12周龄体重和屠体重显著相关（P〈0.05），推测Spot14α基因是影响鸡体重的主效基因或与主效基因相连锁。

14α-羟基甾体衍生物的波谱学结构表征

利用总状毛霉对黄体酮进行生物转化得到14α-羟基-4-孕甾烯-3,20-二酮和7α,14α-二羟基-4-孕甾烯-3,20-二酮。利用IR、MS和2D-NMR实验技术(HMBC、HSQC、1H-1H COSY)等波谱方法对生物转化产物的结构进行了详细研究,对14α-羟基甾体衍生物的13C化学位移进行了归属。运用X-射线单晶衍射方法确定7α,14α-二羟基-4-孕甾烯-3,20-二酮的空间构型,并进行了晶体结构分析。

白念珠菌H310D突变型14α-去甲基化酶的克隆、表达及活性的初步研究

利用错配内部引物 ,采用重组PCR方法获得H31 0D突变型白念珠菌 1 4α 去甲基化酶(CYP5 1 ) ,构建H31 0D突变型CYP5 1蛋白的表达载体pYCYP5 1M ,转化进入酵母菌INVSC - 1中 ,半乳糖诱导蛋白的表达 ,微量液基稀释法测定表达野生型及突变型CYP5 1蛋白的宿主酵母菌对氟康唑的MIC。表达的CYP5 1蛋白占微粒体蛋白酶系的 1 5 % ;表达突变蛋白的酵母菌MIC值是表达野生蛋白的酵母菌MIC值的 2倍。CYP5 1蛋白H31 0D的突变导致表达突变蛋白的酵母菌对氟康唑MIC的升高 ,证明H31 0残基对CYP5 1蛋白与氟康唑的结合有一定作用 ,为研究新型抗真菌前导化合物寻找新的靶点。

抗真菌药物作用靶酶羊毛甾醇14α去甲基化酶研究

羊毛甾醇１４α去甲基化酶是普遍存在于高等植物、真菌和哺乳动物体内的Ｐ４５０蛋白，是氮唑类抗真菌药物作用靶酶．到目前为止已分别确定了高等植物、真菌和哺乳动物体内该酶的氨基酸序列．该酶对底物的催化包括三个单加氧步骤，涉及自由基的生成和消除，血红素辅基在酶催化过程中起重要作用．底物羊毛甾醇只能结合在酶活性位点血红素辅基Ｎｃ吡咯环上方，其余血红素吡咯环被氨基酸残基封闭．底物羊毛甾醇的３β羟基、Δ８（９）双键和１７位侧链是与酶活性位点正确结合的关键官能团．

白色念珠菌14α-去甲基化酶基因点突变的研究

目的探讨白色念珠菌羊毛甾醇14α-去甲基化酶(CYP51)基因突变与对唑类抗真菌药物耐药的关系。方法纸片扩散法和NCCL公布的M-27方案测定耐药株对氟康唑和伊曲康唑的MIC;PCR扩增唑类耐药白色念珠菌的CYP51基因,产物测序并与Genbank序列相比较。结果测序分析表明,成功扩增到白色念珠菌CYP51基因,与Genban中X13296株序列相比较,两个株都存在有意义突变和无意义突变。与以往报道的相同,突变发生氨基酸替换的有F105L、K128T、Y132H、T199I、R267H、G464S和G467K。其中,两株菌都有Y132H和G467K突变。F71L、W244R、T311N和T352I为新发现的突变,未见报道。同时,也发现了9个未发生氨基酸替换的突变。结论白色念珠菌对唑类抗真菌药物的耐药与CYP51基因突变有关,且为多位点突变。

京海黄鸡甲状腺激素应答蛋白Spot14α基因外显子1多态性与屠体和腹脂性状的相关性分析

本研究旨在寻找甲状腺激素应答蛋白Spot14α(thyroid hormone responsive Spot14α,THRSPα)基因的多态位点,并分析其对京海黄鸡屠体和腹脂性状产生的影响。针对THRSPα基因外显子区,利用PCR-SSCP结合测序技术对379只140日龄京海黄鸡进行SNP检测,结果发现,该基因第1外显子区存在9bp插入缺失多态位点,形成3种基因型:AA、AB和BB,2种等位基因:A、B,基因频率分别为0.4485、0.5515。相关分析结果表明,该位点对京海黄鸡140日龄活重、屠体性状(包括屠体重、头重、脚重、翅重、胸肌重、腿肌重、全净膛重、半净膛重)和腹脂性状均没有显著影响(P>0.05)。因此推断该多态位点在京海黄鸡分子辅助标记育种中不能作为屠体和腹脂性状筛选的候选分子辅助标记。

Design, Synthesis and Biological Evaluation of Non-azole Inhibitors of Lanosterol 14α-Demethylase of Fungi

Novel tetralin compounds were designed and synthesized on the three-dimensional model of lanosterol 14α-demethylase of Candida albicans. All of the lead compounds exhibited potent antifungal activities, especially compounds 16, 20. The mode of the action of the lead compounds was different from that of azoles. The present study affords the possibility to develop novel antifungal agents that specifically interact with the amino acid residues in the active site and avoid the serious toxicity arising from coordination binding with the heme of mammalian P450s.

甾醇14α-脱甲基酶CYP51蛋白结构及其抗药性功能研究进展

禾谷镰孢菌(Fusarium gra minearum)是引起小麦赤霉病的主要病原真菌,其细胞色素P450甾醇14α-脱甲基酶(CYP51)是唑类杀菌剂作用的主要靶标蛋白。本文在简要介绍小麦赤霉病在中国发生危害与防控现状的基础上,重点探讨了甾醇14α-脱甲基酶的结构及功能、病原真菌对唑类杀菌剂的抗药性研究现状和抗药性治理研究进展,以期对小麦赤霉病的高效防治、减少或延缓抗药性的发生以及对抗药性的治理提供新的思路。

烟曲霉羊毛甾醇14α-去甲基化酶的三维同源结构建模及其分子对接研究

探究烟曲霉羊毛甾醇14α-去甲基化酶活性位点的结构特征.首次采用同源建模的方法构建了烟曲霉羊毛甾醇14α-去甲基化酶的三维结构,并通过Ramachandran和Profile-3D图验证了模型的可靠性.然后,利用已知的共结晶配体结构,准确定位了14α-去甲基化酶的活性位点,让伏立康唑与靶点进行对接.通过柔性分子对接方法首次阐明了14α-去甲基化酶抑制剂与靶酶活性位点的相互作用模式,明确了14α-去甲基化酶与该类抑制剂结合时起重要作用的氨基酸残基.本研究为基于烟曲霉14α-去甲基化酶三维结构的药物靶点设计提供重要的参考信息,同时也为抗真菌药的发展奠定坚实的理论基础.

感染性心内膜炎病人血清sCD14-ST、Flt3L水平变化及其与预后的关系

目的:探讨感染性心内膜炎(IE)病人血清可溶性白细胞分化抗原14亚型(sCD14-ST)及FMS样酪氨酸激酶3配体(Flt3L)表达水平变化及其与预后的关系。方法:选取2019年1月—2023年1月在海南省人民医院治疗的76例IE病人作为试验组,根据病人预后情况分为预后良好组和预后不良组;同期选择42名健康体检者作为对照组。比较研究对象一般炎症指标和血清sCD14-ST、Flt3L水平。Pearson法分析血清sCD14-ST、Flt3L与一般炎症指标的相关性。受试者工作特征(ROC)曲线分析sCD14-ST、Flt3L对IE病人预后的预测价值。结果:与对照组比较,试验组炎症指标白介素6(IL-6)、降钙素原(PCT)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞计数(WBC)及血清sCD14-ST、Flt3L表达水平显著升高,差异均有统计学意义(P<0.05)。Pearson相关性分析显示,sCD14-ST与PCT、hs-CRP、WBC呈正相关(P<0.001);Flt3L与IL-6、WBC呈正相关(P<0.001)。预后不良组血清sCD14-ST、Flt3L水平高于预后良好组,差异均有统计学意义(P<0.01)。ROC曲线结果显示,sCD14-ST、Flt3L联合诊断IE病人预后的ROC曲线下面积(AUC)显著大于sCD14-ST单独诊断的AUC(Z=2.627,P=0.009)、Flt3L单独诊断的AUC(Z=2.575,P=0.010)。结论:IE病人血清sCD14-ST、Flt3L表达升高,且联合检测sCD14-ST与Flt3L表达水平可应用于IE病人预后的临床诊断。

基于METTL14-m6A-FOXO3A信号通路介导的细胞自噬探讨补肾强督方抑制炎症治疗强直性脊柱炎的机制研究

目的:观察补肾强督方对T淋巴细胞METTL14-m^(6)A-FOXO3A信号通路介导的细胞自噬的影响,从而明确其抑制炎症、治疗强制性脊柱炎的分子机制。方法:使用Jurkat细胞,采用抗CD3联合抗CD28抗体诱导24 h构建细胞模型,并给予补肾强督方含药血清和METTL14重组蛋白进行干预。采用ELISA法检测炎症因子(IL-23和IL-17A)和氧化应激指标的水平,流式细胞术检测ROS水平,Western blot法检测自噬相关蛋白、METTL14和FOXO3A的表达,RT-qPCR检测METTL14和FOXO3A的表达,斑点杂交实验检测FOXO3A的m^(6)A甲基化水平。结果:与模型组比较,补肾强督方显著降低Jurkat细胞上清中IL-23、IL-17A和MDA的含量与ROS的水平,增加SOD和GSH-Px的活性,差异均具有统计学意义(P<0.01)。此外,补肾强督方能显著上调Jurkat细胞中Beclin-1、FOXO3A和METTL14蛋白和基因的表达和增加LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的比值,下调p62蛋白的表达,与模型组比较差异均具有统计学意义(P<0.01)。在此基础之上,与模型组比较,补肾强督方能显著上调Jurkat细胞FOXO3A的m^(6)A甲基化水平,差异均具有统计学意义(P<0.01)。结论:补肾强督方通过METTL14介导的FOXO3A的m^(6)A甲基化修饰促进T细胞自噬,从而达到治疗强直性脊柱炎的作用。

‘湘辣14号’叶绿体基因组密码子偏好性分析

为阐明‘湘辣14号’叶绿体基因组密码子的使用模式,本研究以‘湘辣14号’(Capsicum annuum cv‘Xiangla NO.14’)叶绿体基因组52条蛋白编码基因序列(CDS)为材料,采用Codon W1.4.2等软件分析‘湘辣14号’密码子碱基组成及使用偏好性,并利用中性绘图、奇偶偏好(PR2-plot)、有效密码子数(ENC-plot)分析了影响密码子偏好性的主要因素,并进一步确定其最优密码子。结果表明,‘湘辣14号’密码子GCall平均含量为38.70%,且GC1(47.29%)>GC2(39.74%)>GC3(29.05%),ENC介于34.10~54.31之间,平均值为46.69。有29个密码子的同义密码子相对使用度(RSCU)>1,且以A或U结尾,密码子第3位碱基偏好使用A/U结尾。ENC与GC3呈极显著相关,而与GC_(all)、GC_(1)、GC_(2)不相关。绘图分析表明,自然选择和突变均对‘湘辣14号’密码子偏好性产生重要影响。共筛选出GCA、GCU、AGA等19个最优密码子,其中10个以A结尾,9个以U结尾,说明‘湘辣14号’密码子第3位碱基偏爱使用A/U结尾。本研究为茄科辣椒属叶绿体基因工程的开展提供了理论依据。

英成功制造全球首个碳-14钻石电池

【英国政府网站2024年12月4日报道】英国原子能管理局(UKAEA)和布里斯托大学近期联合成功制造全球首个碳-14钻石电池。该电池可利用放射性核素碳-14的衰变能,持续提供低功率电力。由于碳-14半衰期长达5730年,因此理论上这种电池可持续运行数千年。

lncRNA SNHG14调控肺炎链球菌感染的肺泡上皮细胞损伤的机制研究

目的探讨长链非编码RNA SNHG14(lncRNA SNHG14)靶向miR-17-5p/叉头蛋白K2(FOXK2)轴对肺炎链球菌感染的肺泡上皮细胞增殖、凋亡和炎症反应的影响。方法将肺泡上皮细胞A549分为对照组、感染组、sh-NC组、sh-SNHG14组、sh-SNHG14+inhibitor NC组、sh-SNHG14+miR-17-5p inhibitor组。采用荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测细胞lncRNA SNHG14、miR-17-5p、FOXK2 mRNA表达,CCK-8试剂盒检测A549细胞增殖,流式细胞术检测A549细胞的凋亡,酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测细胞白细胞介素(IL)-1β、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、IL-6水平;采用双荧光素酶报告基因实验检测lncRNA SNHG14与miR-17-5p、miR-17-5p、FOXK2的结合情况。结果与对照组相比,感染组lncRNA SNHG14、FOXK2 mRNA表达水平、细胞凋亡率、IL-6、TNF-α、IL-1β水平均升高,miR-17-5p表达水平、吸光度(A)值均降低,差异有统计学意义(P<0.05);sh-SNHG14组lncRNA SNHG14、FOXK2 mRNA表达水平、细胞凋亡率、IL-6、TNF-α、IL-1β水平较感染组、sh-NC组均降低,miR-17-5p表达水平、A值较感染组、sh-NC组均升高,差异有统计学意义(P<0.05);sh-SNHG14+miR-17-5p inhibitor组FOXK2 mRNA表达水平、细胞凋亡率、IL-6、TNF-α、IL-1β水平较sh-SNHG14+inhibitor NC组均升高,miR-17-5p表达水平、A值较sh-SNHG14+inhibitor NC组均降低,差异有统计学意义(P<0.05)。双荧光素酶报告基因实验验证结果显示,lncRNA SNHG14与miR-17-5p、miR-17-5p与FOXK2均存在靶向关系。结论干扰lncRNA SNHG14表达可上调miR-17-5p的表达,下调FOXK2的表达,从而使肺炎链球菌感染的肺泡上皮细胞的凋亡及炎症反应受到抑制,并促进其增殖。

儿童急性呼吸道感染者PA、PSP、CD64、sCD14-ST的变化及其诊断价值

目的 探讨儿童急性呼吸道感染者血前白蛋白(PA)、血清胰石蛋白(PSP)、免疫球蛋白G Fc段受体I(CD64)、可溶性白细胞分化抗原14亚型(sCD14-ST)的变化及其临床诊断价值。方法 回顾性选取2019年9月至2023年3月眉山市四所医院收治的498例儿童急性呼吸道感染患儿作为研究组,根据咽拭子细菌培养结果将其分为细菌感染组232例和非细菌感染组266例;另选取同期体检的健康儿童506例作为对照组。检测所有儿童的血清PA、PSP、外周血sCD14-ST水平、CD64指数。比较三组儿童的临床资料,同时比较研究组和对照组以及细菌感染组和非细菌感染组患儿的血清PA、PSP、外周血sCD14-ST水平、CD64指数;采用受试者工作特征曲线(ROC)分析血清PA、PSP、外周血sCD14-ST水平、CD64指数单独及联合检测对儿童急性呼吸道感染的诊断价值。结果 研究组患儿的血清PA水平明显低于对照组,而血清PSP、外周血sCD14-ST水平、CD64指数则明显高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05);细菌感染组患儿的血清PA水平明显低于非细菌感染组,而血清PSP、外周血sCD14-ST水平、CD64指数则明显高于非细菌感染组,差异均有统计学意义(P<0.05);绘制ROC获得血清PA、PSP、外周血sCD14-ST水平、CD64指数单独及联合检测诊断儿童急性呼吸道感染患儿的AUC分别为0.885、0.780、0.818、0.848、0.934。其中,联合诊断的AUC高于各项单独检测(P<0.05),且联合检测的敏感度和特异度为89.20%,81.40%,诊断价值均较高。结论 儿童急性呼吸道感染者血清PA水平呈低表达,血清PSP、外周血sCD14-ST水平、CD64指数呈高表达;且细菌感染较非细菌感染的儿童急性呼吸道感染患儿血清PA水平降低,而血清PSP、外周血sCD14-ST水平和CD64指数则升高;联合检测血清PA、PSP、外周血sCD14-ST水平、CD64指数有助于诊断儿童急性呼吸道感染。