昆虫细胞色素P450与抗药性关系的分子生物学研究进展- PowerPoint.
细胞色素P450介导的昆虫抗药性研究进展
剂的大量、 连续使 用导 致了昆 虫抗 药性的 发生 和发展 。目前 , 至少有 600 多种昆虫 对杀 虫剂产 生了 抗性 。从 杀虫 剂角 度 来看 , 昆虫已对有机磷类、 氨基甲酸酯类、 拟除虫 菊酯类以及 新 颖的氟虫腈、 吡虫啉 类等 有机合 成杀 虫剂 产生了 抗性 [ 2] , 因 而 限制了其使用 , 开 发新型 杀虫 剂则 投入巨 大。因此 , 如 何防 止 或延缓昆虫对杀虫剂抗性的产生和延长杀 虫剂的使用 寿命 . 成 为急需解决的问题。 目前 , 已经公认的抗性机理主要 有 : 表 皮穿透速率 降低 , 虫 体对杀虫剂解毒代谢增强及靶部位敏 感性降低 [ 3] 。其 中 , 昆 虫 体内多功能氧化酶 ( M F O) 中起末端氧化作用的 细胞色素 P450 ( CYP ) 含量及活性 增加被 普遍 认为是 昆虫 对杀 虫剂特 别是 对 DDT 和拟除虫菊酯 类杀 虫剂 抗性 的主 要原 因之 一 , 并 与昆 虫 交互抗性的产生密切相关 ; 另 有研究 表明 P450 基因的 一些 结 构变异亦可能与抗性有关 [ 4] 。 细胞色素 P450 是昆虫体内参与各类杀虫剂 和其他外源 性 和内源性化合物代谢的主 要解毒 酶系 - 多 功能 氧化酶 系的 末 端氧化酶 , 起着与底物结合 以及从 NA DP H 传递电子 到 N A D P H 细胞色素 P450 还原酶的重要作用 [ 5] 。 P 450 为一基因超 家 族 , 由多个基因家族组成。每个基因家 族又包含 若干个基因 亚 家族 。随着分子生物学及其技术的 发展 , 昆 虫 P 450 基因不 断 被分离、 克隆并体外 表达 , 其 结构、 功能、 表 达的 调控及 与抗 性 的关系的研究也不断深人。至今 , 从 70 个已知的 P450 亚家 族 中 , 已克 隆出 300 个 P450 基 因。这些 基因 分布在 27 个 P450 家族中。其中 , 果 蝇 ( Dr osop hil a melano gas ter ) 和 冈比 亚按 蚊 ( A nop heles gambiae ) 基因组序列 测序 完成 后 , 对 昆虫 P450 的 数量与定位有较全面的认识。在果蝇中有 90 个 P450 序列 , 其 中 83 个功能基因 , 7 个假基 因 , CY P6 和 CY P4 家族 P450 基 因
昆虫细胞色素P450的研究进展及其介导的抗药性
Ａｂ ｔａ ｔ Ｃ ｔｅ ｍｍｅ Ｐ ５ ｆ ｔｅ ｉ ｓ ｃｓ ｐ ａ ｓ ａ ｍｐ ｒ ｎ ｏｅ ｉ ｈ ｎ ｅ ｔ ｒ ｓ ｔ ｃ ． ｄ ｔｘｆａｉｎ ｓｒ ｃ ： ｙ ｏ ｈ ４ ０ ｏ ｈ ｎ ｅ ｔ ｌｙ ｎ ｉ ｏ ｔ ｔ ｒｌ ｎ ｔ ｅ ｉ ｓｃ ｅ ｉ ａ ｅ ａ ｓｎ ｅｏ ｉ ｔ ｃ ｏ
ｔｅ ｍｍｅ Ｐ ５ ｎ ｙ ｔ ｙ ｔｍ ｆｉｓ ｃ ｎ ｔ ｅ ｉ ｔ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｔａｔ ｒ ｎｒｄ ｃ ｄ ａ ｒｔ ｎｄ ｔ ｅ ｈ ｏｈ ４ ０ ｅ ｚ ｍａｉ ｓ ｓｅ ｏ ｎ ｅ ｔａ ｄ ｉ ｇ ｎ ｃ ｓｒ ｔｒ ｒ ｉ ｗｅ ｉ ｔ ｕ ｅ ｔｆ ｓ ，ａ ｎ ｔ ｅ ｃ ｓ ｕ ｎ ｓ ｅ ｏ ｉ ｈ ｆ ｎ ｔｏ ｅ ｐｒ ｓ ｉｎ ｎ ｎｄ ｃ ｏ ｅ ｈ ｎ ｓ ｏ ｅ ｃ ｔ ｃ ｒ ｍ ｅＰ４ ０ ｏ ｈ ｅ ｉｓ ｃ ｒ ｘ ｕｎ ｅ ｕ ｃ ｎ， ｘ ｅ ｓｏ ａ ｄ ｉ ｕ ｔ ｎ ｍ ｃ ａ ｉｍ ｆｔ ｙ ｏ ｈ ｏ ５ ｆｔ ｅ ｔｗｅ ｅｅ ｐｏ ｄ ｄ．Ａｔｌｓ ， ｉ ｉ ｈ ｎ ａ ｔ Ⅱ ｍｏ ｅ ｕ ａ ｃ ｎｓｎ ｏ ４ ０一ｍ ｅ ｉ ｔｄ ｉ ｓ ｃ ｉｉ ｅ ｉｔｎｃ ｕ ｅ ｙ ｎ ｅ ｌｖ ｌｏ ｌｃ ｌｒ ｍｅ ｈａ ｉｌ ｆＰ ５ ｄ ａ ｅ ｎ ｅ ｔ ｄｅｒ ｓｓａ ｅ ｉ ｃ ｄ ｂ ｏ ｔ ｅ ｅ ｆｍｏ ｅ ｕａ ｉ ｌ ｃ ｎｄ ｈ ｌｃ ｌｒ ｂ ｏ －
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新 疆农 业科 学
２０ ，４ ４ ：７ —４ ５ ０ ７ ４ （ ）４ ０ ７
细胞色素P450与蚊虫抗药性的关系
细胞色素P450与蚊虫抗药性的关系摘要：本文综述了在杀虫剂抗性中起重要作用的细胞色素P450酶系在蚊虫中研究的最新进展。
抗性问题给疾病的虫媒控制工作带来了巨大的障碍，而抗性的产生往往与某些P450的诱导和过量表达有关。
对P450基因表达与功能研究的深入，必将为蚊虫的可持续控制提供新的思路。
关键词：细胞色素P450；蚊虫；抗药性细胞色素P450是广泛分布于动物、植物及微生物等不同生物体内的一种重要的代谢酶系，它位于某些细胞的光滑内质网上，是多功能氧化酶(MFO)的重要组成成分。
可诱导性是细胞色素P450酶系的重要特征，一些内源性物质和外源性物质包括激素、类固醇、脂肪酸、药物、植物次生性化合物以及一些杀虫剂能够诱导生成不同形式的细胞色素P450酶，使昆虫通过诱导作用，增加解毒酶的含量，从而大大增强其自我保护和对外界环境的适应能力(黄俊勇和冷欣夫，1991)。
蚊虫是与人类生活密切相关的重要医学昆虫之一，其分布范围广，传播多种疾病(如霍乱、登革热等)，给生活环境、人体健康带来许多负面影响。
长期单纯的化学防治手段导致了蚊虫抗药性的大大提高。
从而给疾病的虫媒控制工作带来了很大的障碍(Scott JG et al. 2001)。
而P450介导的杀虫剂代谢解毒作用的增强是昆虫抗药性产生的普遍机制，且往往是大多数重要害虫对杀虫剂产生高水平抗性和交互抗性的主要原因(Scott JG et al. 2001)。
因此了解蚊虫细胞色素P450的诱导及作用机制及其与抗药性的关系，对于认识细胞色素P450参与的杀虫剂抗性的发生发展机制和指导病媒防治具有重要意义。
1. 蚊虫抗药性现状双翅目卫生害虫的抗药性现象是普遍而严重的。
目前除了舌蝇外，几乎所有卫生害虫都有抗性报道(郝强等，2002)。
据蒋国民等(1996)的数据报道，害虫对有机氯杀虫剂的抗性倍数数以千计；对有机磷杀虫剂的抗药性倍数数以百计；而拟除虫菊酯类药剂虽然使用的历史不是很长，抗性也达到了数千倍。
昆虫抗药性相关细胞色素P450基因的表达调控机制
http : ! www. insect. ora. cndol ： 10.16380/j.kcxb.2021.01.0121 月 Januara2021, 64(1)： 109 - 120昆虫学报ACTA ENTOMOLOGICA SINICA昆虫抗药性相关细胞色素P45Y 基因的表达调控机制朱江1>2,邱星辉1!(1.中国科学院动物研究所，农业虫害鼠害综合治理研究国家重点实验室，北京100101； 2-中国科学院大学，北京100049)摘要：杀虫剂的频繁持续使用，必然导致昆虫产生抗药性。
大量研究事例表明参与杀虫剂解毒的细胞色素P450(简称P450)过量表达是昆'对不同类型杀'剂产生抗性的重要原因，但目前人们对P450基因过量表达机制的认识还非常有限。
近十年来，随着生命科学与相关研究技术的发展, 有关昆'P450基因表达调控机制的研究取得了实质性的进展$本文综述了这一研究领域的重要发现。
除了基因重复或基因扩增导致的P450基因拷贝数增加外，P450基因在转录层面的上调表达是P450介导抗药性的普遍且重要的机制。
P450基因的转录上调由顺式调控元件与反式作用因 子相互作用得以实现。
现已发现了几种不同类型的转录因子(CncC , CREB 和核受体等)对昆' P450表达的直接调控，也鉴定了间接调控P450表达的作用因子如G 蛋白偶联受体及其下游效应 子。
CncC ：Maf/Keap1是抗药性相关P450基因表达的重要而普遍的调控途径。
越来越多的事例表明小RNA 在昆'P450的表达调控中起重要作用。
现有的研究结果揭示了昆'P450基因调控因子和信号转导通路的多 及调控机制的 $关键词：杀'剂抗性；细胞色素P450；转录因子；调控通路；顺式调控元件；小RNA中图分类号：Q965.9文献标识码：A 文章编号：0454-6296(2021)01-0109-12Molecular mechanisms of expression regulation of insecS cytochrome P450 genes involveC in insecticine resistanccZHU Jian/1,2, QIU Xinv-Hui 1," (1. Staiv Key Laboratoc of Inteyrated Mana/emeni of Pvt Insects andRodents , InstituteoeZoooogy , ChineseAcademyoeSciences , Beieing100101, China ； 2. Uni eeasity o eChineseAcademyoeSciences , Bei eing 100049 , China )Abstraci : Tha frequent and extensiva usa of insecticidas leads to tha evolution of insecticiVa resistanco.Itiswe o aecogniyed thatoeeasetpae s ion o ecytoch aome P450s in eo oeed in insecticidedetotieication isone common and maeoamechanism oeaesistancetoeaaiouscoa s esoeinsecticidesin insects.Howeeea , themooecuoaamechanismseoaoeeaetpae s ion oeinsecticideaesistancesaeoated P450 genesin insectshaeenot been we o identieied untionow.In theaecentdecade , with thedeeeoopmentoebiooogicaoscienceandtechnooogy , manysignieicantadeanceshaeebeen achieeed in this diaection. In thisaaticoe , an oeeaeiew oethecu a entknowoedgewith aespecttoetpae s ion aeguoation oeinsectcytochaomeP450 geneswas paoeided.In addition togenedupoication and ampoieication , upsaeguoation oeP450satthetaanscaiptionaooeeeocan beascaibed totheinteaaction between the ts saeguoatoayeoementsand the ooans sactingeactoas.Taanscaiption eactoassuch asCncC , CREBand AhR diaectoyaeguoatetheetpae s ion oeP450s.TheGs paoteinscoupoed aeceptoas and theiadownstaeam e e ctoas poay indiaectaooes in the taanscaiptionao基金项目：国家自然科学基金项目（31672371）作者简介：朱江，女，1994年11月生，湖南衡阳人，博士研究生，研究方向为细胞色素P450的功能与调控，E-mail ： zhujiang2016@ioe . -c . -n* 通讯作者 Corresponding author , E-mail : qiuxh@ ioz. -c - cn收稿日期 Received ： 2020-07-S0；接受日期 Accepted ： 2020-10-S9110昆虫学扌艮Acta Sipick64卷regulation of P450genes.The universality of the ala of CncC:Maf/Keap1V the expression regulation of P450s is suppo eted bystudieson aeaeietyofinsectspecies.Inceeasingeepoetsconfiemtheineoaeementof miceoRNAsin theeeguaation ofP450expee s ion.Cu e ntfindingseeeeaathedieeesityofeeguaatoeyfactoes and signal transduction pathways,and the complexity of underlying mechanisms V the regulation of P450 expee s ion.Key woJ'ds：Insecticide resistance;cy/chama P450;transciption fac/r;regulatoa pathway;cis-regulatoa element；mvaRNA人类为防治害虫，相继研发了有机氯、有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、新烟碱以及二酰胺类等杀虫药剂。
细胞色素p450的研究进展
细胞色素p450摘要：细胞色素P450酶是广泛存在于生物界的含亚铁血红素单加氧酶, 参与不同生物中多种重要的生化反应，如甾类激素的合成、脂溶性维生素代谢、药物代谢等. 文章结合近期p450研究综述了细胞色素P450生物分布、结构特点、功能、降解及其部分应用。
关键字：p450 发现分布代谢细胞色素p450是生物界中广泛存在的一种含高铁血红素的蛋白，作为细胞色素p450酶系的末端氧化酶，具有关键作用。
其以铁原卟啉为辅基，属于单链b族细胞色素蛋白。
因其还原态与CO结合后，在450nm处具有高光吸收峰而得名。
由于细胞色素P450 酶在生物体内广泛参与甾类激素的合成、脂溶性维生素代谢、多不饱和脂肪酸转换为生物活性分子, 以及致癌作用和药物代谢，细胞色素p450被各大实验室广泛研究。
1、P450的发现细胞色素P450（CYPs）代表着一个很大的可自身氧化的亚铁血红素蛋白家族，属于单氧酶的一类，因其在450纳米有特异吸收峰而得名。
1958年，这些细胞色素在肝脏细胞微粒体中被发现。
这个细胞色素家族的成员在进化路途中（从细菌到人类）的所有生物体中都存在。
在原核生物中，CYPs的功能具有可塑性，而真核生物中它们的功能是不同的，哺乳动物CYPs是膜的组分，参与生物合成和许多生理有效物质的代谢，除了在骨骼肌和成熟红血球之外所有的器官和组织中都有发现，而且，这些细胞色素是在催化生物转化的时候是唯一的，例如外源的代谢物质（药物，毒素，环境污染等等）2、p450分布2.1动物体内的分布P450 酶由Klingberg 和Gorfinkle 在1958 年在哺乳动物体内主要存在于肝细胞微粒体中发现的,在同一动物和不同动物的许多不同组织中都存在P450，哺乳动物的肝脏是P450是含量最丰富的器官。
昆虫中存在P450 的报道见于20世纪60年代。
在其它动物中，研究较多的是淡水鱼类、海洋鱼类和贝壳类。
Cristine Nesci 等研究了p450在海洋鱼类中的分布。
细胞色素P450在药物代谢和毒性作用中的功能研究
细胞色素P450在药物代谢和毒性作用中的功能研究细胞色素P450（CYP）是一种重要的酶系统，广泛存在于哺乳动物体内，并负责许多生化代谢过程，包括药物代谢和毒物分解等。
这种酶的特点是其催化能力强、清除速度快，能够对许多化学物质进行变性和分解。
因此，CYP在药物代谢和毒性作用中发挥着重要的作用。
CYP的研究历程CYP的研究始于20世纪50年代。
当时，科学家们在研究双氧水的代谢机理时，发现在肝细胞中存在一种能够分解双氧水的酶。
后来，研究人员发现这种酶是细胞色素P450，并开始将其应用于药物代谢和毒性实验。
随着研究的不断深入，人们发现CYP已经成为药物代谢和环境毒性作用中的重要细胞成分。
CYP的发现与研究，不仅推动了药物工业的进步，同时也为毒理学、环境学、营养学等众多领域的研究提供了基础支撑。
CYP的分类及作用目前，已经发现的CYP家族共分为18个代表性家族，其中每个家族也有若干号称。
每个CYP成分专门催化特定的底物，以完成药物代谢和毒物清除等功能。
在药物代谢中，CYP主要在肝脏中发挥作用，可以将许多药物转化为水溶性代谢物，便于人体的排泄。
此外，CYP对于药物的药效影响也是不可忽视的，不同类型的CYP会对药物的代谢速率、药物-药物互作、药物抗性等产生影响。
因此，针对不同的药物代谢机制，对不同类型的CYP进行分析非常重要。
另一方面，在毒性作用中，CYP的作用是清除有毒物质。
一些药物、生物毒素和化学毒素的代谢需要依靠CYP，以保证身体的正常运转。
但是，这种代谢作用有时候也会逆转，引发毒性反应。
因此，对CYP系统及其代谢产物的监测和研究也是非常重要的。
CYP系统的研究对药物开发和新药研究有着很大的意义。
通过对不同类型CYP的研究，可以为新药的发现和开发提供基础数据，并为临床应用提供更准确的药物代谢分析。
同时，通过对CYP家族的研究，可以为毒性评估和环境检测提供科学依据。
CYP系统未来的研究方向鉴于CYP在药物代谢和毒性作用中的重要作用，其未来的研究方向是进一步探索其代谢机制和互作方式。
昆虫细胞色素P450基因的表达与调控及P450介导抗性的分子机制
昆虫细胞色素P450基因的表达与调控及P450介导抗性的
分子机制
邱星辉;冷欣夫
【期刊名称】《农药学学报》
【年(卷),期】1999(1)1
【摘要】本文综述了在杀虫剂抗性中起重要作用的 P4 50酶系研究的最新进展。
内容包括 :细胞色素 P4 50酶系基因及其基因的表达与调控 ,P4 50介导抗性的分子基础。
细胞色素 P4 50表达表现出发育期、组织、品系特异性及可诱导性。
P4 50表达的调控机制复杂 ,可能受顺式调控元件 (如 CYP6 B1)或反式作用因子 (如CYP6 A1)或顺式、反式因子的共同调控 (如 CYP6 D1)。
调控可能涉及转录增强的转录机制或 m RNA稳定性增加的转录后机制。
P4 50的超量表达是 P4 50酶系介导抗性的主要机制 ,P4
【总页数】8页(P7-14)
【关键词】细胞色素P450;基因表达;抗药性分子机制;基因调控;介导抗性;杀虫剂;农药;昆虫
【作者】邱星辉;冷欣夫
【作者单位】中国科学院动物研究所
【正文语种】中文
【中图分类】Q961.3;TQ450.12
【相关文献】
1.细胞色素P450介导的昆虫抗药性的分子机制 [J], 邱星辉
2.昆虫细胞色素P450基因的多样性、进化及表达调控 [J], 郭亭亭;姜辉;高希武
3.昆虫细胞色素P450研究：P450基因 [J], 邱星辉;冷欣夫
4.昆虫细胞色素P450的研究：P450基因的进化 [J], 邱星辉;冷欣夫
5.昆虫抗药性相关细胞色素P450基因的表达调控机制 [J], 朱江;邱星辉
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细胞色素p450的研究进展
细胞色素p450的研究进展摘要：细胞色素P450酶是广泛存在于生物界的含亚铁血红素单加氧酶, 参与不同生物中多种重要的生化反应，如甾类激素的合成、脂溶性维生素代谢、药物代谢等. 文章结合近期p450研究综述了细胞色素P450生物分布、结构特点、功能、降解及其部分应用。
特别是在环境保护方面的作用。
关键字：p450 结构功能降解环境保护New Progress In Studies On Cytochrome-P450 Abstract:Cytochrome p450 is one kind of heme-containing monooxygenases and is widespread in the biosphere. It is inolved in many important biological responses in a variety of organisms ,such as biosynthesis of steroid hormonesand fat-soluble vitamin metabolism and drug metabolism . In combination with recent p450 studies,the paper summayscytochrome P450’s biostribution, structural characteristics, function, degradation and some of its applications. Particularly in the role of environmental protection.Keyword: p450 struction function degradation environmental protection细胞色素p450是生物界中广泛存在的一种含高铁血红素的蛋白，作为细胞色素p450酶系的末端氧化酶，具有关键作用。
细胞色素p450的研究进展
细胞色素p450的研究进展摘要：细胞色素P450酶是广泛存在于生物界的含亚铁血红素单加氧酶, 参与不同生物中多种重要的生化反应，如甾类激素的合成、脂溶性维生素代谢、药物代谢等. 文章结合近期p450研究综述了细胞色素P450生物分布、结构特点、功能、降解及其部分应用。
特别是在环境保护方面的作用。
关键字：p450 结构功能降解环境保护New Progress In Studies On Cytochrome-P450 Abstract:Cytochrome p450 is one kind of heme-containing monooxygenases and is widespread in the biosphere. It is inolved in many important biological responses in a variety of organisms ,such as biosynthesis of steroid hormonesand fat-soluble vitamin metabolism and drug metabolism . In combination with recent p450 studies,the paper summayscytochrome P450’s biostribution, structural characteristics, function, degradation and some of its applications. Particularly in the role of environmental protection.Keyword: p450 struction function degradation environmental protection细胞色素p450是生物界中广泛存在的一种含高铁血红素的蛋白，作为细胞色素p450酶系的末端氧化酶，具有关键作用。
细胞色素P450分子生物学研究
细胞色素P450分子生物学研究进展饶勇曾振灵（广东省兽药研制与安全性评价重点实验室，华南农业大学兽医药理研究室，广州，510640）细胞色素P450 (cytochrome P450, CYP)是人、哺乳动物及一些昆虫体内参与各类药物、毒物及其它外来化合物代谢含血色素的酶系，具单加氧氧化特性，是微粒体混合功能氧化酶系的末端氧化酶，起着与底物结合以及从NADPH传递电子到NADPH- cytochrome P450还原酶的重要作用[1, 2]。
随着分子生物学技术的发展，80年代以来，CYP新基因不断被克隆，其结构与表达调控，转基因细胞系以及单克隆抗体等研究进展迅速。
1 CYP基因的分离与鉴定细胞色素P450是一个由结构和功能相关的基因超家族（superfamily）编码的同工酶所组成的超家族酶系，由多个基因家族（family）组成，每个基因家族又包含若干个基因亚族（subfamily）。
根据Nebert的分类命名系统，CYP基因全序列同源部分<36%为家族标准，40%-65%为亚族界限，>97%则可以认为是等位变异基因[3，4]。
现在已经发现，人类P450有16个基因家族31个亚家族[5]，哺乳动物有12个家族22个亚家族[6]，昆虫也已发现8个家族20个亚家族[7]。
已在原核生物、植物及动物体内至少发现300余种P450同工酶[8]。
1985年Jaiswal等[9]第一次获得CYP1A1的cDNA克隆，经二恶英诱导，测定了人的CYP1A1完全的DNA和氨基酸顺序。
Feyereisen等[10]获得第一个昆虫P450基因，被命名为CYP6A1。
CYP6A1具有1629个核苷酸，其开放阅读框架为1530 bp，编码509个氨基酸的P450蛋白（Mr=56 738）。
其氨基酸序列与哺乳动物CYP3家族只有27%的同源部分，表明昆虫存在一个独立的P450基因家族。
Yamano等[11]利用大鼠2B1cDNA为探针从人肝脏的λgt11文库中克隆出了h2B1 cDNA。
昆虫细胞色素P450与抗药性关系的分子生物学研究进展
张 昕 任 春 红 综 述 ， 甄 天 民 审 校
（ 东省 寄 生 虫 病 防 治研 究 所 ， 东济 宁 ２ ２ ３ ；２ 武 警 山 东 总 队 医 院 ， 东济 南 ２０ Ｏ １山 山 ７０３ 山 ５１１
【 图 分 类 号 】 Ｒ ８ ． 中 ３４ １
【 献标识码】 Ａ 文
【 章 编 号 】 １０ —６ ７ ２ ０ ）１０ ６ 一３ 文 ０ １６ ２ （０ ２ ０ ０ ２Ｏ
性 增 加 被 普 遍 认 为 是 昆虫 对 杀 虫 剂 特 别 是 拟 除 虫 菊 酯 类 杀 虫 剂 抗 性 的 主 要 原 因 之 一 ， 与 昆虫 交 互 抗 性 的产 生 密 切 相 关 ‘ 并
细胞色素P450在植物与昆虫相互关系中的作用
摘
பைடு நூலகம்
要
细胞色素 Ｐ５ ４０在植物 与昆虫相互关系 中发 挥重要 的作用 ， 物可 以利用 Ｐ５ 植 ４０来 台成有毒物
质以防御 昆虫 的取食 ， 昆虫则利用 Ｐ５ 而 ４０对植物 毒紊进行代谢 解毒 ， 昆虫 以植物 代谢 中间物为原料台
成 自身活 性 物 质 的 过 程 也 有 Ｐ５ ４０的 参 与 通 过 长 期 的 协 同 进 化 ， 物 与 昆 虫 的 相 互 作 用 不 仅 表 现 在 植 Ｐ５ ４０底 物特 异 性 方 面 ， 也反 映在 Ｈ ５ 的 表 达 调 控 上 。 ０ 关羹词 细 胞 色 素 Ｐ５ ，昆虫 ， 物 ４０ 植
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２ ０ ９ １ ０ ２３ （ ）
昆虫知识
Ｅ Ｔ Ｍ Ｌ Ｇ Ｃ ＬＫ Ｏ Ｅ Ｇ Ｎ Ｏ Ｏ Ｏ Ｉ Ａ Ｎ ＷＬ Ｄ Ｅ
・５ ・
细胞 色 素 Ｐ ５ ４ ０在 植 物 与 昆 虫 相 互 关 系 中 的 作 用
邱星辉 冷欣夫
细胞色素P450酶在昆虫抗药性中的功能
细胞色素P450酶在昆虫抗药性中的功能细胞色素P450酶（Cytochrome P450 enzyme）是一类广泛存在于细胞内质膜的氧化酶，是生物体内重要的代谢酶系统之一。
它能够代谢许多药物和毒物，同时也是昆虫抗药性的重要因素之一。
在昆虫中，细胞色素P450酶在药物和毒物的代谢过程中发挥着关键的作用。
昆虫抗药性昆虫抗药性是一种昆虫对杀虫剂和其他农药产生抵抗的现象。
它是由多种遗传因素和环境因素共同作用引起的。
其中，细胞色素P450酶是其中一种重要的遗传因素。
昆虫细胞内的细胞色素P450酶可以氧化和解毒各种类别的杀虫剂，比如有机磷、拟除虫菊酯、拟松香脂酸酯等。
细胞色素P450酶在昆虫抗药性中的作用昆虫细胞内的细胞色素P450酶可以通过氧化杀虫剂的方式进行代谢，使得药物失去杀虫的效果。
此外，细胞色素P450酶也能够通过某些氧化反应，将杀虫剂变为更毒的化学物质，从而进一步加剧药物的毒性。
通过对昆虫细胞内细胞色素P450酶接连多代群体选择，可以引发一系列的基因改变，使得昆虫细胞内细胞色素P450酶活性的提高。
这样昆虫就可以更好地应对各种种类的药物，不断地进化，使得它具有更强的生存能力。
另外，昆虫细胞内细胞色素P450酶还可以参与一系列的代谢途径。
通过代谢细胞内的生长因子和激素等代谢物质，细胞色素P450酶既能调节昆虫的生长发育，还能对昆虫抗药性的形成有所影响。
细胞色素P450酶在农业生产上的应用科学家们可以通过人工合成、高通量筛选、结构与活性关系的研究等方式，找寻并评估出新药或新成分的细胞色素P450酶底物。
通过这种方式，可以有效地加速农业生产过程，获得更加高效、可持续的农业生产成果。
细胞色素P450酶在医药领域的应用细胞色素P450酶不仅在农业领域中有应用，也在医学领域中有着广泛的应用。
对于各种药物的代谢和解毒过程中，细胞色素P450酶均发挥着关键的作用。
同样地，经过对细胞色素P450酶的深入了解，能够在药物开发和临床应用中发挥重要的作用。
昆虫抗药性的分子机制研究进展
昆虫抗药性的分子机制研究进展作者：祁欣来源：《南方农业·下旬》2015年第06期摘要作为一项全球性的重要课题，昆虫的抗药性研究在新型农药的研制、昆虫的治理、监测等各个方面都具有十分重要的作用和意义。
在毒理学、遗传学以及分子生物学等各种交叉学科不断发展的今天，尤其是分子生物学实验技术的不断提升有力地推动了昆虫抗药性分子机制研究的发展。
基于此，对昆虫抗药性的分子机制研究进展进行简单探讨。
关键词昆虫；抗药性；分子机制中图分类号：S433 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）18--02昆虫抗药性，是指昆虫对可以杀死大部分正常种群个体药量具有耐受的能力，能够在其种群中不断发展的这样一种现象。
昆虫的抗药性是在不利的环境条件下，昆虫为求得生存的进化现象。
由于杀虫剂长期以来的选择作用，导致非常多昆虫面对杀虫剂出现了不同程度的抗药性。
不断升高的昆虫抗药性除了使农业生产的成本得增加之外。
同时，严重影响了环境和大众的健康。
在毒理学、遗传学以及分子生物学等各种交叉学科不断发展的今天，昆虫抗药性分子机制研究也得到了较快的发展。
1 昆虫抗药性机理分析以抗性机理为根据能够将昆虫抗药性划分为3种，即代谢抗性、生理抗性和行为抗性。
以抗性的分子机理为根据能够将昆虫抗药性划分为靶标抗性以及代谢抗性。
以分子毒理学为根据可以将其抗性机理划分为损伤点的修复、靶蛋白的过量生成、敏感性的转化、对杀虫剂和靶蛋白或酶的转变等。
立足于基因水平进行分析，主要是由于基因结构的改变、基因表达的改变、基因扩增以及基因水平分析等导致昆虫产生抗药性[1]。
2 昆虫抗药性的分子基础分析2.1 靶标抗性的分子生物学机制分析2.1.1 神经轴突钠离子通道作为一个大型膜载蛋白，Na+通道也是拟除虫菊酯和DDT的主要靶部位，由于其降低的敏感性就会导致出现抗性。
一般来说，会将这种类型的抗性称为击倒抗性，导致出现击倒抗性的主要原因就是钠通道的基因发生突变。
某种昆虫细胞色素P450酶功能和生物合成研究
某种昆虫细胞色素P450酶功能和生物合成研究近年来，随着对生物化学的探索，人们对于细胞色素P450酶的研究越来越深入。
而某种昆虫细胞色素P450酶在功能和生物合成方面所独有的特点，吸引了越来越多的关注和探索。
一、某种昆虫细胞色素P450酶的功能P450酶是一种可以促进生物分子转化和合成的酶类。
而在昆虫细胞中，P450酶更是具有多重功能。
首先，P450酶可以参与昆虫的呼吸过程。
当昆虫身体需要排出二氧化碳时，P450酶会参与到呼吸链中。
其次，P450酶还可以参与到毒素或药物的代谢过程中。
当昆虫身体摄入毒素或药物时，P450酶可以将其转化成生理活性物质或代谢产物，并且在此过程中有可能调节药物的作用和效果。
此外，P450酶还可以参与到昆虫色素和激素的合成过程中。
这些生化物质又可以影响到昆虫的身体构造和功能。
二、某种昆虫细胞色素P450酶的生物合成P450酶是由基因编码产生的。
而对于某种昆虫细胞色素P450酶的生物合成过程，也有着独特的特点。
首先，某种昆虫细胞色素P450酶的基因结构相对比较简单。
一般情况下，昆虫的基因是由多个外显子和内含子组合而成。
而某种昆虫细胞色素P450酶的基因只有一个外显子和两个小内含子。
其次，某种昆虫细胞色素P450酶的调控过程也具有一定的特点。
在昆虫体内，P450酶的表达主要受到环境因素和激素的调节。
当昆虫受到外界环境的影响时，体内会产生一些激素，这些激素又可以对P450酶的表达起到调节的作用。
三、结语通过对某种昆虫细胞色素P450酶的功能和生物合成进行探究，我们可以对昆虫的生化作用和进化过程有更深入的理解。
而这些研究也为人们实现对昆虫的优化管理和环境控制提供了更多的可能。
昆虫细胞色素p450酶
昆虫细胞色素p450酶今天咱们来唠唠昆虫细胞色素P450酶。
这玩意儿可有点意思呢！你可以把昆虫细胞色素P450酶想象成昆虫身体里一群超级小的工人，但是它们干的活儿可相当重要。
这些小工人住在昆虫细胞这个大工厂里，每个细胞就像是一个小车间，而P450酶就在这里面忙忙碌碌地工作着。
它们主要的工作啊，就像是处理化学物质的小能手。
昆虫每天会接触到各种各样的东西，有从吃的食物里来的，有周围环境里的，就像咱们人类会吸入灰尘、吃各种食物一样。
这些东西很多都是外来的化学物质，可能对昆虫的身体不太友好。
这时候，细胞色素P450酶就登场了。
比如说，昆虫吃了一种有点小毒的植物，这对于昆虫来说就像吃了一颗“小炸弹”。
但是P450酶可不会坐视不管，它就像一个专门拆除炸弹的专家。
它会对这些有毒的物质进行改造，把它们变成一些相对安全、无害的东西，然后再让昆虫的身体把这些处理过的东西排出去。
这就好像把一颗危险的炸弹拆成了一堆没用的小零件，然后扔得远远的。
而且啊，这个酶还特别的聪明。
它能够识别不同的化学物质，就像我们能区分不同的人一样。
每一种化学物质来了，它都知道该怎么处理，就像是有自己的一套工作流程手册。
在昆虫的世界里，细胞色素P450酶还对昆虫的生存有很大的影响呢。
有些昆虫能够适应不同的环境，能吃各种各样的食物，还不容易被农药之类的东西毒死，这很大程度上都得归功于细胞色素P450酶。
就像一个拥有超能力的保镖，时刻保护着昆虫的健康。
不过呢，这细胞色素P450酶也不是无敌的。
如果遇到特别厉害的化学物质，或者是化学物质太多了，超过了它的处理能力，那昆虫可能就会遇到麻烦了。
就像保镖也有招架不住的时候嘛。
昆虫细胞色素P450酶是昆虫身体里非常神奇的存在，虽然我们看不到它们，但是它们却在昆虫的小世界里默默地发挥着巨大的作用。
昆虫抗药性PPT课件
• 害虫防治实际上是 一个生态学问题， 任何变动，都会影 响体系的稳定。
• 关键因素“牵一发 而动全身”
• 污染环境 • 新的害虫猖獗 • 害虫产生抗药性 （1）次要害虫上升为
主要害虫等等
（2〕严重的经济影响
第1页/共28页
一、昆虫抗药性的定义
• WHO(1957)：昆虫 具有耐受杀死正常 种群大部分个体的 药量的能力在其群 体中发展起来的现 象。
• 必须区分开来，要 把现象与真正的抗 药性分开。
• 自然抗性（natural resistance)：先天性 的抗药能力
• 健壮抗性（vigor tolerance)：由于营 养条件和环境所致
第2页/共28页
• 害虫抗药性专家Sawicki的表达可能较通俗：抗 药性是指害虫能够降低田间防效的一种反应，这 是对毒物选择作出的一种遗传上的改变。
1987年，对Carb速灭威的LD50是1967年的8.8倍 对异丙威的LD50是1967年的5.8倍 对西维因的LD50是1967年的9.9倍
第16页/共28页
（ 二 ） 棉 花 害 虫 的 抗 药 性
第17页/共28页
（ 三 ） 仓 库 害 虫 的 抗 药 性第18页/共28页来自（四）果树害虫的抗药性
第12页/共28页
1. 黑尾叶蝉
• 除直接为害，还传播水稻普矮缩病和黄矮缩病 • 日本：1963，马拉硫磷
1969，甲基对硫磷 1969，氨基甲酸酯（1964天替用） 1976，OP、Carb多抗 • 台湾：1976，类似 OP、Carb多抗情况
第13页/共28页
2 稻虱
• 灰稻虱：直接为害并可传播病毒病 日本，1965年，发现马拉硫磷、倍硫磷和杀螟硫磷；1969年，Carb防效下降，产生了抗性。
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CS/大鼠
LPR
mRNA (
)
家蝇----拟除虫菊酯模型的意义：
(1)抗性的产生可能是某一种P450的作用，
(2) P450的进攻部位可能仅限于某类杀虫剂分子 中的某一结构部位 (3) 某些 P450 的催化作用还需细胞色素 b5 的参与， 因此细胞色素b5也可以成为抗性治理的一个靶 标。 BACK
结
论
昆虫 P450 与抗性的关系引起越来越多研究者的 兴趣与关注，随着分子生物学技术用于 P450 的研究， P450 新基因不断被克隆，在结构、 功能及表达等方面的研究也已取得一些进展， 相信随着分子生物学技术的日臻完善，人们 对昆虫 P450 基因的结构与功能、表达的调控 机制、基因结构的变异及与抗性产生、发展 的关系方面的知识必将更加深入，为建立敏 感、快捷、准确和实用的抗性基因现场检测 方法奠定基础，从而为害虫的抗性监测、治 理及害虫的防治工作提供理论基础与指导。
细胞色素P450作用机理
• RH+O2+NADPH+H++P450 ROH+H2O+NADP+
细胞色素P450电子传递链
公认的抗性机理
表皮穿透速率降低
靶部位敏感性降低 虫体对杀虫剂解毒代谢增强
P450介导抗性的化学本质
• 抗性昆虫的P450酶系有效地催化杀虫剂 的代谢和降解，使杀虫剂不能作用于其 分子靶标，P450酶系的这种代谢解毒作 用是P450介导抗性的化学本质。杀虫剂 代谢活性的增强，归因于相关酶在数量 或质量上的改变，可能涉及的机制包括 基因扩增、基因突变以及基因转录的增 强等。
昆虫细胞色素P450与抗药性关 系的分子生物学研究进展
武煊 学 号：2003308 西南大学
• 由于化学防治操作方便且能够迅速有效 地控制害虫，因而，目前仍是害虫综合 治理中的主要方法。但由此引发的害虫 抗药性迅速发展极大地影响了杀虫剂的 防治效果。因此，如何防止或延缓害虫 的抗药性，延长杀虫剂的使用寿命，就 成为急需解决的问题。
)
P450 1pr ( )
mRNA(抗)/mRNA(敏)=9
mRNA
放线菌素D mRNA（ 抗、敏）
九
倍
转录增强 （？？）
体外连续转录 转录增强 （！！！）
家蝇抗性品系（抗 LPR）
CYP6D1v1
(抗、 LPR)
CYP6D1v1
PCR
TIS
-509
-15
-29
+56
-15
-29
(敏、 CS)
-15 -29 Gfi—DNA结合位点 Gfi
CYP450与抗药性的关系
• CYP6D1与抗药性的关系
• CYP6A2与抗药性的关系 • CYP6A1与抗药性的关系 • 其它P450家族成员与抗药性的关系
CYP6D1与抗药性的关系
P450 1 pr
RT--PCR
ORF
虫体
基因扩增
DNA（ ?）
转录增强
Southern
DNA( ×)
mRNA(
CYP6A2与抗药性的关系
•
•
黑腹果蝇
P450—A
CYP450
P450—B cDNA(P450—B I )
• cDNA(P450—A I ) • • • • •
CYP6A2
有机磷杀虫剂
mRNA(91-R) / mRNA(91-C) = 20~30
5’
• • • • • mRNA(91-R) 5’ mRNA(91-C) 3’-UTR LTR 3’
细胞色素P450 （CYP450）
• 细胞色素P450的概念
• 细胞色素P450的命名 • 细胞色素P450作用机理
• CYP450介导抗性的化学本质
• 各家族P450与抗药性的关系（CYP6D1， CYP6A2，CYP6A1，其它P450家族）
细胞色素P450的概念
细胞色素P450的命名
根据酶的氨基酸序列相似性，分类并命 名为家族(CYP1，2，3 )、亚家族(A， B，C，…)、单个基因 (A1，2，3，…)。 • 如CYP6D1，CYP6A2，CYP6A1。
3’
R355S L336V V476L 对DDT代谢增强 BACK
• • • •
CYP6A1及其它CYP450家族成 员与抗药性的关系
艾氏剂
CYP6A1 氯 丹 代谢环二烯类杀虫剂
CYP4， CYP12， CYP28等一些家族成员也可能与抗性有关
CYP12A1可代谢多种杀虫剂及其它外源性物质
CYP28家族可能也在果蝇的抗性形成过程中起一定作用。