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细胞色素P450酶代谢N-亚硝胺类化合物的反应机理研究 被引量:4
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作者 宋润芊 金玲敏 +1 位作者 苏丽静 季力 《生态毒理学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期68-78,共11页
细胞色素P450酶在生物体内分布广泛,在有机污染物的代谢中发挥重要作用。N-亚硝胺类化合物(N-nitrosamines,NAs)在P450酶的初始催化作用下,所生成的亲电化合物易于与DNA加合,从而可能产生致畸变和致癌毒性。本研究对21种NAs的α-C上的C... 细胞色素P450酶在生物体内分布广泛,在有机污染物的代谢中发挥重要作用。N-亚硝胺类化合物(N-nitrosamines,NAs)在P450酶的初始催化作用下,所生成的亲电化合物易于与DNA加合,从而可能产生致畸变和致癌毒性。本研究对21种NAs的α-C上的C—H键解离能(bond dissociation energy,BDE_(C-H))和P450酶介导的α-羟基化反应的氢提取活化能(ΔE^*)进行密度泛函理论计算模拟,探讨链状和环状NAs的BDE_(C-H)和ΔE^*的规律。计算结果表明,链状NAs的BDE_(C-H)为83.8~91.6 kcal·mol^(-1)(1 kcal=4.1859 kJ),ΔE*为8.3~15.9 kcal·mol^(-1)(1 kcal=4.1859 kJ);环状NAs的BDE_(C-H)为74.4~88.6 kcal·mol^(-1)(1 kcal=4.1859 kJ),ΔE*为8.7~15.1 kcal·mol^(-1)(1 kcal=4.1859 kJ)。建立的NAs反应性模型经多元线性回归(MLR)拟合后表明模型的稳健性良好,链状NAs模型的可决系数(R^(2))=0.9,平均绝对误差(MAE)=0.8 kcal·mol^(-1)(1 kcal=4.1859 kJ),环状NAs模型的R^(2)=0.9,MAE=1.0 kcal·mol^(-1)(1 kcal=4.1859 kJ)。同时,以甲基乙烯基亚硝胺为例,理论预测P450酶代谢的环氧化反应和羟基化反应的区域选择性,从动力学和热力学角度表明2种反应均可发生。本研究开发了一种计算成本小的P450酶代谢NAs作用机制的方法,从而为NAs环境健康风险评估提供理论基础。 展开更多
关键词 N-亚硝胺类化合物 细胞色素p450 代谢毒性 密度泛函理论 预测模型 区域选择性
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苹果蠹蛾细胞色素P450基因CYP332A19和CYP337B19的克隆及表达分析 被引量:3
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作者 陈高满 陈展博 +2 位作者 葛辉 杨雪清 王小奇 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期941-951,共11页
【目的】本研究旨在通过克隆苹果蠹蛾Cydia pomonella细胞色素P450基因CYP332A 19和CYP337B 19,并对其进行序列和表达分析,以更好地了解这两个P450基因在植物次生物质解毒方面的作用,为进一步的功能研究提供依据。【方法】采用本地BLAS... 【目的】本研究旨在通过克隆苹果蠹蛾Cydia pomonella细胞色素P450基因CYP332A 19和CYP337B 19,并对其进行序列和表达分析,以更好地了解这两个P450基因在植物次生物质解毒方面的作用,为进一步的功能研究提供依据。【方法】采用本地BLAST搜索苹果蠹蛾转录组数据库获得细胞色素P450基因cDNA序列,采用RT-PCR技术克隆目的基因的编码区。利用生物信息学软件分析目的基因的序列特征及与其他近缘物种的P450基因的系统进化关系。采用RT-qPCR技术测定目的基因在苹果蠹蛾不同发育阶段(卵、1-5龄幼虫、蛹和成虫)、4龄幼虫不同组织(头部、表皮、脂肪体、中肠和马氏管)以及4龄幼虫分别取食添加0.1%香豆素和0.5%槲皮素的人工饲料2 d后的表达水平。【结果】克隆获得苹果蠹蛾细胞色素P450基因CYP332A 19(GenBank登录号:MF574708)和CYP337B 19(GenBank登录号:MF574697)的全长cDNA序列,开放阅读框(ORF)分别长1518和1491 bp,分别编码505和496个氨基酸,其蛋白质分子量分别为58.586和57.734 kD,理论等电点分别为8.99和7.61。结构域分析显示,CYP332A 19和CYP337B 19中均包含包括血色素结合区在内的5个保守的细胞色素P450结构域。系统发育树显示,苹果蠹蛾CYP332A 19与苹淡褐卷蛾Epighyas postvittana CYP332A 9等CYP332A基因聚在一枝,而CYP337B 19与稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis CYP337B 12和六星灯蛾Zygaena filipendulae CYP337B 11等CYP337B基因聚在另一枝。RT-qPCR分析结果表明,CYP332A 19和CYP337B 19在苹果蠹蛾幼虫期的表达水平高于卵期的,分别在4龄幼虫脂肪体和中肠中的表达量最高。取食分别含0.1%香豆素和0.5%槲皮素的人工饲料2 d后,4龄幼虫体内的CYP332A 19和CYP337B 19相对表达量显著高于对照组(取食含2%DMSO的人工饲料)。【结论】CYP332A 19和CYP332B 19分别在苹果蠹蛾幼虫脂肪体和中肠中高表达,且在取食含香豆素和槲皮素的人工饲料的苹果蠹蛾幼虫体内表达量升高,说明这两个基因可能参与苹果蠹蛾对外源物质的解毒代谢过程。本研究的结果有助于我们了解苹果蠹蛾对寄主次生物质解毒代谢机理,为苹果蠹蛾防治提供新思路。 展开更多
关键词 苹果蠹蛾 细胞色素p450 植物次生物质 基因表达 解毒代谢
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烟草重要基因篇:8.烟草P450基因 被引量:8
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作者 解敏敏 《中国烟草科学》 CSCD 北大核心 2015年第2期118-120,共3页
细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450 monooxygenases, CYP450)是一个保守的血红素硫蛋白基因超家族,广泛存在于各种动植物、真菌和细菌中,在信号传递、防御反应以及代谢产物合成等多种代谢途径中起着重要的作用。P450酶系可能是... 细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450 monooxygenases, CYP450)是一个保守的血红素硫蛋白基因超家族,广泛存在于各种动植物、真菌和细菌中,在信号传递、防御反应以及代谢产物合成等多种代谢途径中起着重要的作用。P450酶系可能是自然界中最具催化作用的生物催化剂,它所催化的反应类型广泛而复杂。根据其功能,大体可以分为两类:一类是参与植物次生物质的代谢,如植物激素、信号分子、萜类、防御物质等;另一类是代谢外源信号分子或环境污染物,如农药、环境毒素、有机染料等[1-3]。 展开更多
关键词 p450基因 细胞色素p450 烟草 生物催化 代谢途径 CYp450 p450酶系 植物次生物质
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酶介导下农药在植物中的三相代谢转化研究进展 被引量:9
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作者 李如男 董丰收 +3 位作者 吴小虎 刘新刚 徐军 郑永权 《农药学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期799-814,共16页
植物酶诱导农药在植物中的代谢转化对农药的安全使用及风险评估具有重要意义。现有研究表明,农药在植物中的代谢转化途径主要分为3个阶段:I相代谢为氧化、水解和还原等酶的催化及非生物降解过程;II相代谢是在谷胱甘肽S-转移酶、糖基转... 植物酶诱导农药在植物中的代谢转化对农药的安全使用及风险评估具有重要意义。现有研究表明,农药在植物中的代谢转化途径主要分为3个阶段:I相代谢为氧化、水解和还原等酶的催化及非生物降解过程;II相代谢是在谷胱甘肽S-转移酶、糖基转移酶和丙二酰基转移酶等作用下农药及其代谢物与植物内源物质进行的轭合过程;III相代谢中,植物细胞质中的轭合物被分泌到液泡溶质储存,或运输到质外体中作为结合残留物保留。文章综述了植物中的农药在植物酶作用下的3相代谢转化研究进展,包括参与代谢的植物酶系、基因鉴定、代谢途径及调控机制、研究方法及相关应用等,旨在为解析农药在植物中的归趋、农药膳食风险评估、农药抗性管理及环境修复等相关研究提供理论及技术参考。 展开更多
关键词 农药代谢 植物 细胞色素p450 谷胱甘肽S-转移酶 糖基转移酶 丙二酰基转移酶 环境修复
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植物次生代谢物质对草地贪夜蛾解毒酶活性及相关基因表达的影响 被引量:7
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作者 王柄权 程凌寒 +2 位作者 方宇 李维薇 刘佳妮 《江苏农业科学》 北大核心 2022年第8期11-15,共5页
为探究草地贪夜蛾对毒害物质的反防御策略。以添加0.5%烟碱、0.05%黄酮、0.5%棉酚、0.01%水杨酸、0.1%香豆素5种植物次生代谢物质的人工饲料进行饲养草地贪夜蛾5龄幼虫,48 h后分别测定草地贪夜蛾中肠和脂肪体的谷胱甘肽-S-转移酶等4种... 为探究草地贪夜蛾对毒害物质的反防御策略。以添加0.5%烟碱、0.05%黄酮、0.5%棉酚、0.01%水杨酸、0.1%香豆素5种植物次生代谢物质的人工饲料进行饲养草地贪夜蛾5龄幼虫,48 h后分别测定草地贪夜蛾中肠和脂肪体的谷胱甘肽-S-转移酶等4种酶的活性,同时采用半定量RT-PCR方法检测CYP4L13、CYP4M14基因在中肠和脂肪体中的表达水平。其中取食烟碱、黄酮、棉酚、香豆素和水杨酸均能诱导中肠GSTs活性增强,棉酚、香豆素和水杨酸在脂肪体中可显著诱导GSTs的活性增强6倍以上。取食棉酚可诱导草地贪夜蛾中肠CarE活性增强1.57倍,而取食烟碱可诱导脂肪体CarE的活性显著增加。与对照相比,取食烟碱、黄酮、棉酚、香豆素后,草地贪夜蛾头部AchE活性分别提高1.34、0.50、0.82、0.68倍。草地贪夜蛾中肠和脂肪体中CYPM14、CYPL13可被不同植物次生代谢物质诱导表达增强,同时增加P450含量。与对照相比,取食黄酮、棉酚、水杨酸后,其中肠P450的含量分别增加3.14、2.43、3.93倍。草地贪夜蛾的解毒能力可通过植物次生代谢物质诱导增强,从而提高其对有毒物质的抵抗力。 展开更多
关键词 植物次生代谢 草地贪夜蛾 解毒酶 细胞色素p450
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酰胺类除草剂安全剂作用机理及研究应用进展 被引量:10
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作者 李瑾 刘秀 +5 位作者 金晨钟 陈靖宇 黄维 荣蓉 唐彩红 谢鹏 《现代农业科技》 2016年第21期107-109,114,共4页
综述了酰胺类除草剂发展概况及应用存在的问题、酰胺类除草剂安全剂及其作用机理、酰胺类除草剂安全剂的应用现状及存在的问题。并对酰胺类除草剂安全剂的应用前景进行展望,认为酰胺类除草剂安全剂的研发前景广阔,但目前除草剂安全剂的... 综述了酰胺类除草剂发展概况及应用存在的问题、酰胺类除草剂安全剂及其作用机理、酰胺类除草剂安全剂的应用现状及存在的问题。并对酰胺类除草剂安全剂的应用前景进行展望,认为酰胺类除草剂安全剂的研发前景广阔,但目前除草剂安全剂的作用机制迫切需要从生理学与生物化学角度并结合分子生物学技术进一步研究。 展开更多
关键词 酰胺类除草剂 除草剂安全剂 谷胱甘肽轭合作用 结构活性理论(QSAR) 植物细胞色素p450催化代谢理论
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