昆虫细胞色素P450基因的多样性_进化及表达调控

昆虫学报ActaEntomologicaSinica,March2009,52(3):301-311

ISSN0454-6296

昆虫细胞色素P450基因的多样性、

进化及表达调控

郭亭亭,姜 辉,高希武

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(1.中国农业大学农学昆虫学系,北京 100193;2.农业部农药检定所,北京 100024)

摘要:细胞色素P450单加氧酶(cytochromeP450monooxygenases,P450s)是由多个功能相关的亚铁血红素-硫醇盐蛋

白基因组成的一个基因超家族,在各种内源和外源物质的代谢中起着主要作用。目前GenBank中注册的昆虫P450基因序列已超过1000个,其中双翅目占序列总数的74%,鳞翅目占序列总数的16%。而昆虫P450基因序列已克隆的全长序列中大部分属于CYP4和CYP6家族,两个家族成员分别占总数的20%和45%。利用GenBank中现已注册的昆虫P450基因的cDNA全长序列进行比对并绘制进化树,揭示不同种类昆虫P450的亲缘关系。结果显示基于P450基因的昆虫部分目的进化关系与大部分先前依据其他分子数据或形态分类学得到的昆虫系统进化关系基本吻合。现有研究表明,细胞色素P450基因的表达可能受顺式作用元件(cis-actingelement)、反式作用因子(trans-actingfactor)或两者共同调控,调控可能涉及转录增强的转录机制或mRNA稳定性增加的转录后机制。关键词:细胞色素P450;多样性;亲缘关系;基因表达与调控中图分类号:Q965.9 文献标识码:A 文章编号:0454-6296(2009)03-0301-11

Diversity,evolutionandexpressionregulationofcytochromeP450monooxygenasegenesininsects

GUOTing-Ting,JIANGHui,GAOX-iWu(1.DepartmentofEntomology,ChinaAgriculturalUniversity,Beijingl00193,China;2.InstitutefortheControlofAgrochemicals,MinistryofAgriculture,Beijing100024,China)

:CytochromeP450monooxygenases(P450s)areasuperfamilyofgenesencodingmultifunctionalAbstract

heme-thiolateproteinsthatplayadominantroleinthemetabolismofawidevarietyofbothendogenousandxenobioticsubstances.ThetotalnumberofP450genesininsectsregisteredintheGenBankisover1000.MostoftheregisteredP450genesequencesarefromDiptera(74%)andLepidoptera(16%).Ofthetotalful-llengthsequencesofP450genesofinsectsregistered,20%areCYP6membersand45%CYP4members.AnovelphylogenetictreeoftheinsectP450superfamilywhichexpoundsevolutionaryrelationshipofdifferentsubfamiliesandorderswashereconstructedusingamultiplealignmentoftheregisteredinsectP450sequences.Therelationshipsofinsectordersrevealedbythephylogenetictreemostmatchtheevolutionaryrelationshipsofinsectordersbasedonothermoleculardataormorphologicaltaxonomy.ThepresentresearchindicatesthattheexpressionofcytochromeP450genesmayberegulatedbycis-actingelementor/andtrans-actingfactor,andtheregulationmechanismsmayinvolvethetranscriptionenhancement(transcriptionalmechanism)oranincreaseinmRNAstability(pos-ttranscriptionalmechanism).Keywords:CytochromeP450;diversity;evolutionaryrelationship;geneexpressionandregulation 细胞色素P450单加氧酶系是一种广泛分布于需氧生物体内的氧化酶系,由细胞色素P450单加氧酶、细胞色素b5和NADPH-细胞色素P450还原酶等多种成分组成。细胞色素P450单加氧酶

(cytochromeP450monooxygenase,P450)是一类含血红素和硫羟基的蛋白,它是微粒体多功能氧化酶的末端氧化酶,从NAD(P)H获得电子后,催化单加氧反应(Greenetal.,2004;HoshiandLahir,i

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基金项目:国家重大基础研究规划(/9730计划)项目(2006CB102003);高等学校科技创新工程重大项目培育资金项目;国家/十一五0国家科

技支撑计划项目(2006BAD08A03);国家自然科学基金项目(30170621)

:guott830506作者简介:郭亭亭,女,1983年5月生,硕士研究生,主要从事昆虫毒理学和分子生物学研究,E-mail@

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:gaoxi通讯作者Authorforcorrespondence,E-mailwu@

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