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。

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。

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。

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。