细胞色素P—450在水稻和水莎草中的O—脱烷基化作用的不同活性

细胞色素P-450单氧化酶在所有的生物有机体中是重要的多蛋白质酶系统，其催化着内生的及异种有机基质的单氧化作用。在较高级植物中，植物微粒体细胞色素P-450构成了选择性除草剂的代谢和解毒作用的主要氧化途径，特别是，包括吡嘧磺隆在内的磺酰脲类除草剂的O-脱烷基化反应为影响选择性的主要因素，然而，在度管内，研究植物细胞色素P-450对除草剂代谢作用是很困难的，因为它比动物体中的细胞色素P-450水平低得多，另外，除草剂分子可能有比自然生成的基质细胞色素P450更少的基质，在试管内，这些阻碍常导致构成除草剂单氧化作用较低亦不易测得，有几种试验方法用来从植物体中获得较高微粒体细胞色素P-450活性，Weck-Reichhart等人最早报道了在植物体中细胞色素P-450的活性对乙氧基香豆素和乙氧基试卤灵的O-脱烷基化作用，这个敏感试验允许对细胞色素P-450的活性及其可能的诱导作用和抑制作用进行简单的测定，通常这些测定在试管内被用于预先处理的从发白植物组织中分离出来微粒体。     

细胞色素P450的提取及检测研究进展

本文简要介绍了细胞色素P450(CYP450)的分布、功能、提取及测定方法。细胞色素P450是自然界中含量最丰富、分布最广泛、底物谱最广的Ⅰ相代谢酶系,在许多外源性化学物质和内源性化合物的代谢中起重要作用。建立灵敏、可靠的细胞色素P450检测方法,便于进一步研究其与药物的相互影响,为药物作用机理及临床合并用药提供依据。     

香豆素醚的O—胶烷基化作用对诱导剂、抑制剂和磺酰脲对水稻细胞色素P—450的作用

通过对7－乙氧基香豆素O－脱乙基酶（ECOD）和7－甲氧基香豆素－脱甲基酶（MCOD）在水稻靶标微粒体中活性的测定,获得了磺酰脲类除草剂对水稻中O－脱烷基化作用的选择性和安全作用的基本数据。通过测定烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸细胞色素P－450（c)还原酶（HADPH cyt.c.red),证实了电子转移系统对细胞色素P－450反应的影响。安全剂：核酸（NA）和乙醇;抑制剂：1－氨基苯并三唑（1－ABT）和增效醚（PBC）;除草剂：哌草丹、1－（α,α二甲基苄基）－3（p-甲苯基）脲、吡嘧黄隆（PSE）和苄嘧黄隆（BSM）的使用,控制了细胞色素P－450相关的反应。经过安全剂（NA、乙醇）和除草剂（哌草丹、1－（α,α二甲基苄基）－3－（p-甲苯基）脲、PSE、BSM）的处理,诱导了O－脱烷基化作用,因此,可通过使用磺酰脲类除草剂（PSE、BSM）和诱导细胞色素P－450酶的抑制剂（1－ABT、PBO）来调节抑制的程度。相对而言,NADPH细胞色素阴极还原酶并没有因受到诱导或抑制作用而发生明显变化,这些结果表明：细胞色素P－450与PSE和BSM磺酰脲类除草剂的氧化代谢机理有关。这些除草剂可以是一个基质或微粒体氧化酶的竞争抑制剂。     

细胞色素P450酶代谢物的先导物研发

细胞色素P450(CYP)酶在药物代谢方面发挥着重要作用,它可以催化一些有机反应,生成一些具有新型药理活性的化学实体。本文主要从CYP参与大量天然产物的生物合成途径,及一些已知药物通过CYP参与的代谢后生成药理活性物质两个方面,介绍细胞色素P450酶代谢物的研发现状。     

细胞色素P450的生物多样性和植物保护

细胞色素P450单加氧酶能催化一系列内源性或外源性亲脂化合物的氧化反应。该酶系统分成三个结构区域:黄素腺嘌呤二核昔酸(FAD)、Fe-S或黄素单核苷酸(FMN)和血红素。FAD和Fe—S/FMN部分构成了从还原型辅酶Ⅱ或还原型辅酶Ⅰ到对氧化反应起催化作用的血红素部分的电子传递链。在原核生物和真核生物之间这些区域结构由1、2或3个蛋白质组成。在原核生物细胞中,细胞色素P450酶系主要有三个组成部分;细胞色素P450(P450)、铁     

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。     

昆虫代谢抗性的研究进展

杀虫剂抗性使害虫治理正面临着重大挑战.抗性机理主要涉及由解毒酶的代谢能力增强而引起的代谢抗性以及由杀虫剂作用靶标部位敏感性降低而引起的靶标抗性.主要集中于对代谢抗性的分子机理,包括在抗性昆虫中与三大解毒酶系:细胞色素P450单加氧酶(P450s)、酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)相关的基因扩增,过量表达和基因突变做一综述.     

除草剂代谢·转基因作物与除草剂污染的生物修复

除草剂进入植物体后,代谢起着重要作用,可以导致除草剂对植物毒性的丧失,同时也是选择性的基础;利用除草剂的代谢作用可以开发转基因作物以及用于除草剂污染的生物修复。讨论了除草剂的代谢过程、转基因作物与表达代谢除草剂的各种P450的植物对土壤中除草剂的污染进行植物修复。     

生物工程中的若干化学问题

本文介绍了某些生物工程中的若干与化学有关的问题,例如酶的修饰与改造,固定化酶,模拟酶,酶的遗传设计等。由于生物工程的进展使化学工业面临新的挑战,对化工生物技术的特点,生物催化剂在化工氧化体系中的应用,模拟细胞色素P450对有机物的氧化应用等也进行了适当探讨。     

细胞色素P450模拟体系活化氧分子及其用于有机物加氧反应的研究进展

本文归纳了国内外对细胞色素的研究情况,并讨论细胞色素P450模拟酶目前研究的各种类型,氧的反应活性及其被细胞色素P450和金属噗啉的活化,影响氧的络合活性和模型效率的因素及其实例,并对氧化机理进行了初步探讨,对有机物加氧反应的研究进展作了回顾,并对其在工业中的应用前景进行了评估。     

原卟啉原氧化酶抑制性除草剂的发展

原卟啉原氧化酶是四吡咯生物合成途径中最后一种酶,是包括二苯醚、环状亚胺、噁二唑等多种类型除草剂的靶标。作用于该酶的此类除草剂引起细胞成分在光诱导的过氧化作用遭到破坏,从而造成细胞渗漏、光合作用受阻,最终导致植物死亡。综述了原卟啉原氧化酶抑制性除草剂的开发、特性及若干品种。     

产5α羟化紫杉二烯醇人工酵母的组合设计构建

利用工程化微生物生产天然药物如紫杉醇在近年来受到研究者广泛关注。本工作研究如何设计和构建人工酵母以生产紫杉醇生物合成途径中第一个由细胞色素P450酶催化的羟化产物--5α羟化紫杉二烯醇(taxadien-5α-ol)。利用组合设计原理,选用3种不同红豆杉来源的紫杉二烯5α羟化酶和2种不同植物源的细胞色素P450还原酶,分别对其进行N端穿膜区域的预测和截短,并对还原酶使用2种不同强度启动子进行调控,所得羟化酶模块和还原酶模块之间分别表达共产生72种组合方式。然后将其分别整合入紫杉二烯生产菌株基因组中,最终在72个组合中筛选到48个可以生产5α羟化紫杉二烯醇的菌株,最高产量67.3 μg·L^-1,在酿酒酵母中实现紫杉二烯C₅位羟化产物的从头合成。研究结果表明,利用组合设计策略研究模块间相互作用及其与底盘间适配性将为在微生物细胞中实现细胞色素P450酶系介导的催化反应过程提供重要参考。     

环磷酰胺与异环磷酰胺在体内的代谢研究

环磷酰胺与异环磷酰胺是临床上常用氮芥类抗肿瘤药物,两药代谢前均无烷化剂活性,须依赖肝细胞微粒体系中的细胞色素P450酶系代谢转变为有活化作用的磷酰胺氮芥而起用。肝脏不同的P450酶系在环磷酰胺和异环磷酰胺的生物转化中所起的作用不同,CYP2B6和3A4分别催化环磷酰胺和异环磷酰胺的羟化。本文对两药在体内的代谢过程进行了比较分析,阐明两药在代谢上的异同,为临床合理用药及有效预防毒副作用提供用药依据。     

葡萄柚中细胞色素P450酶抑制剂的研究进展

葡萄柚果汁中富含呋喃香豆素类化学成分,这些呋喃香豆素类化合物特别像6,7-DHB及其类似物能抑制药物代谢酶细胞色素P450,以致于提高特定药物口服生物利用率或阻碍致癌物质的活性。综述了近年来发现的呋喃香豆素化合物的类别、活性及合成方面的情况。     

生化反应中反应器的性能及设计

综述了培养液性质、比输入功率、通气率等对生物反应器性能的影响及生物反应器中细胞产率和酶及代谢物产率的影响因素及计算，可指导生物反应器的设计。     

新颖除草剂嗪吡嘧磺隆(metazosulfuron)

<正>磺酰脲类除草剂可以有效抑制乙酰胆碱合成酶(ALS,己知亦为乙酰羟酸合酶),此酶为植物体内氨基酸支链生物合成关键酶。由于ALS仅存在于细菌和植物中,故对哺乳动物安全。该类除草剂的应用已超过30年,依然为农业生产中一类重要的除草剂类别。在日本,磺酰脲类除草剂已广泛应用于稻田,但有几种杂草对其出现了抗性并在日本全国扩展。为此,Manabu等人研究开发了一种新颖除草剂,可选择性防除稻田杂草,包括磺酰脲抗性生物型。     

CYP1B1抑制剂研究进展

CYP1B1酶(Cytochrome P450 1B1,CYP1B1)是细胞色素P450酶(Cytochrome P450 enzyme, CYPs)的一个亚族，能参与多种内、外源性化合物的氧化/还原反应，在多种恶性肿瘤中高表达。CYP1B1酶逐渐成为抗肿瘤药物设计研发的热门靶点，许多学者以CYP1B1酶为靶标蛋白设计的抑制剂，表现出较好的活性和巨大的应用潜力，尤其是在克服肿瘤耐药性中具有重要意义。目前报道的CYP1B1抑制剂种类繁多，活性最佳的化合物是α-萘黄酮(ANF)。主要介绍了较为常见的几类CYP1B1抑制剂，简述了各类化合物的特点以及酶抑制效果，并对CYP1B1抑制剂的发展前景进行了展望。     

新型电荷型纳米盘的可控制备及其与细胞色素P450的结合性能

分别采用氮气吹干法和旋转蒸发法制备由磷脂和膜支架蛋白组成的电荷型纳米盘，用凝胶过滤色谱对其尺寸分级，分析了其性能，考察了其与肝微粒体细胞色素P450的结合能力。结果表明，纳米盘外观澄清透明，微观呈圆盘状，平均直径10 nm，在pH 7.4下Zeta电位为?19.86 mV；肝微粒体破碎液与纳米盘能很好结合，CO差示光谱在450 nm出现明显吸收峰，细胞色素P450含量为0.10 nmol/mg，比活比未经纳米盘处理时提高13.0倍，较传统方法提升1.5倍，且操作时间由数日缩短至数小时。电荷型纳米盘在结合膜蛋白细胞色素P450的同时，活性保持良好，在膜蛋白研究领域极具应用潜力。     

水稻突变体对除草剂苯达松敏感致死的机理研究

水稻苯达松敏感致死突变体在杂交水稻生产中具有广阔的应用前景。分析了两个水稻突变体农林8m和8077S对除草剂苯达松敏感致死的生理和遗传规律，综述了其对苯达松敏感致死的分子机理。普通水稻品种具有对苯达松抗性是由于苯达松在普通水稻品种细胞中被羟基化，并最终被代谢为对植物无毒性的6-OH-葡萄糖苷苯达松和8-OH-葡萄糖苷苯达松。普通水稻品种具有的苯达松抗性基因可能是编码与苯达松羟基化相关的某种P450酶，或者编码某种参于解毒的受体蛋白，而苯达松本身对P450酶和受体蛋白有诱导和激活作用；此外，苯达松抗性基因也可能是一种催化羟基化苯达松与葡萄糖缀合、同淀粉合成酶相似的缀合酶基因，而水稻苯达松敏感致死突变体表现出对苯达松敏感致死是由于γ-射线导致上述与苯达松解毒相关的酶活性丧失所致。     

除草剂安全剂的评述(下)

1.除草剂的植物代谢 大多数植物具有一个三阶段的解毒机制,包括在阶段Ⅰ中母体分子的初始氧化降解,然后与内源底物如阶段Ⅱ中的谷胱甘肽接合反应。有几种场合下,母体分子绕过阶段Ⅰ直接进入阶段Ⅱ。虽然这些反应一般都能缩减生物异源物质的药害和流动性,除草剂如茵达灭的活化需要阶段Ⅰ中的氧化反应。在阶段Ⅲ中,阶段Ⅱ的代谢物进一步发生接合反应,产生不溶性残