飞蝗细胞色素P450的杀虫剂代谢解毒特性及其表达调控研究
发布时间：2022-01-06 07:29
飞蝗（Locusta migratoria）喜食多种农作物,是重要的农业害虫之一。目前,高密度蝗灾的防治仍然依赖于大量化学杀虫剂的施用。杀虫剂的大规模、高频率施用又会带来一系列环境和生态问题,包括昆虫抗药性的产生及农业环境污染等。研究表明,导致害虫抗药性产生的重要机制之一是害虫体内解毒酶解毒能力的增强。细胞色素P450（Cytochrome P450,P450）是昆虫体内重要的解毒酶系之一,由多个基因编码,在昆虫对包括多种化学杀虫剂在内的内源和外源化合物代谢解毒过程中发挥着重要作用。随着飞蝗基因组测序的完成和转录组数据库的积累,越来越多的细胞色素P450基因被克隆。迄今为止,飞蝗中至少已有78个P450基因被克隆并命名,面对如此庞大数目的P450基因,对各个基因功能及其表达调控机制的解析成为P450研究所面临的巨大挑战。课题组前期通过RNAi结合杀虫剂生测实验,发现一些可能参与杀虫剂解毒的P450基因,但鉴于虫体内环境的复杂性和RNAi技术的局限性,从蛋白水平对P450的生化特性和解毒机制的解析具有重要作用。另一方面,P450蛋白表达具有精密复杂的调控机制,以适应多变的环境条件。因此,...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
当前蝗虫预防管理体系示意图（改自ZhangLetal.,2019）
飞蝗细胞色素P450的杀虫剂代谢解毒特性及其表达调控研究6图1.2细胞色素P450的CO差光谱（FeyereisenR.2012）不同的细胞色素P450在氨基酸序列上可能存在很大差异，但有1个氨基酸是保守的，即血红素的半胱氨酸配体[78]。此外，根据已有的昆虫序列数据，细胞色素P450包括5个保守的基序（图1.3），即WxxxR、GxE/DTT/S、ExLR、PxxFxPE/DRF和PFxxGxRxCxG/A。随着蛋白质表达和纯化技术的进步，越来越多蛋白晶体结构被解析，证实其三维结构是高度保守的（图1.4）。WxxxR位于C-螺旋中，其中精氨酸残基与血红素辅基丙酸负离子作用形成电子拉链。GxE/DTT/S在I-螺旋中间，围绕着1个保守的苏氨酸残基，位于血红素吡咯环上方。ExLR位于螺旋K区，与位于L-螺旋之前的PxxFxPE/DRF通过盐桥连接以稳定整体结构。PFxxGxRxCxG/A携带有半胱氨酸残基，以硫醇盐离子键的形式配位到螺旋I另一侧的血红素铁上，P450的FeII-CO复合物在450nm处有特异吸收峰。这个血红素结合环是P450最保守的部分，当半胱氨酸被还原，硫醇盐键破坏，P450将不可逆转地失活转变为P420[79]。图1.3细胞色素P450蛋白序列的保守和可变区域（FeyereisenR.2012）
飞蝗细胞色素P450的杀虫剂代谢解毒特性及其表达调控研究6图1.2细胞色素P450的CO差光谱（FeyereisenR.2012）不同的细胞色素P450在氨基酸序列上可能存在很大差异，但有1个氨基酸是保守的，即血红素的半胱氨酸配体[78]。此外，根据已有的昆虫序列数据，细胞色素P450包括5个保守的基序（图1.3），即WxxxR、GxE/DTT/S、ExLR、PxxFxPE/DRF和PFxxGxRxCxG/A。随着蛋白质表达和纯化技术的进步，越来越多蛋白晶体结构被解析，证实其三维结构是高度保守的（图1.4）。WxxxR位于C-螺旋中，其中精氨酸残基与血红素辅基丙酸负离子作用形成电子拉链。GxE/DTT/S在I-螺旋中间，围绕着1个保守的苏氨酸残基，位于血红素吡咯环上方。ExLR位于螺旋K区，与位于L-螺旋之前的PxxFxPE/DRF通过盐桥连接以稳定整体结构。PFxxGxRxCxG/A携带有半胱氨酸残基，以硫醇盐离子键的形式配位到螺旋I另一侧的血红素铁上，P450的FeII-CO复合物在450nm处有特异吸收峰。这个血红素结合环是P450最保守的部分，当半胱氨酸被还原，硫醇盐键破坏，P450将不可逆转地失活转变为P420[79]。图1.3细胞色素P450蛋白序列的保守和可变区域（FeyereisenR.2012）
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国飞蝗（Locusta migratoria）灾害地理分布模拟及其生物气候因子分析[J]. 张杰,张旸,赵振勇,李敏. 干旱区地理. 2019(03)
[2]蝗虫生物防治发展现状及趋势[J]. 石旺鹏,谭树乾. 中国生物防治学报. 2019(03)
[3]昆虫病原微生物对其寄主行为的调控作用研究进展[J]. 石旺鹏,李傲梅,邢永杰,沈杰. 微生物学报. 2018(06)
[4]我国蝗虫灾害可持续治理成效与展望[J]. 任彬元,杨普云,朱景全,魏启文. 中国植保导刊. 2017(09)
[5]昆虫对拟除虫菊酯类杀虫剂的代谢抗性机制研究进展[J]. 陈澄宇,史雪岩,髙希武. 农药学学报. 2016(05)
[6]昆虫细胞色素P450抑制剂及杀虫剂面临的挑战与机遇[J]. 筱禾. 世界农药. 2015(06)
[7]转飞蝗CYP408B1和CYP409A1基因果蝇品系对杀虫剂的敏感性[J]. 高翠娥,张建琴,张徐波,张建珍,封云涛,吴海花,马恩波. 中国农业科学. 2015(06)
[8]有机磷类杀虫剂代谢机制研究进展[J]. 王志超,康志娇,史雪岩,高希武. 农药学学报. 2015(01)
[9]飞蝗CYP408B1和CYP409A1基因的原核表达[J]. 高翠娥,任晓宇,张学尧,张婷婷,张建珍,马恩波,吴海花. 应用昆虫学报. 2015(01)
[10]小麦主要病虫害全程综合防治技术指导意见(下)[J]. 农村实用技术. 2015(01)
博士论文
[1]飞蝗羧酸酯酶基因转录组分析及杀虫剂解毒功能研究[D]. 张建琴.山西大学 2014
[2]飞蝗细胞色素P450基因的分子特性及功能研究[D]. 郭艳琼.山西大学 2012
本文编号：3572023
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
当前蝗虫预防管理体系示意图（改自ZhangLetal.,2019）
飞蝗细胞色素P450的杀虫剂代谢解毒特性及其表达调控研究6图1.2细胞色素P450的CO差光谱（FeyereisenR.2012）不同的细胞色素P450在氨基酸序列上可能存在很大差异，但有1个氨基酸是保守的，即血红素的半胱氨酸配体[78]。此外，根据已有的昆虫序列数据，细胞色素P450包括5个保守的基序（图1.3），即WxxxR、GxE/DTT/S、ExLR、PxxFxPE/DRF和PFxxGxRxCxG/A。随着蛋白质表达和纯化技术的进步，越来越多蛋白晶体结构被解析，证实其三维结构是高度保守的（图1.4）。WxxxR位于C-螺旋中，其中精氨酸残基与血红素辅基丙酸负离子作用形成电子拉链。GxE/DTT/S在I-螺旋中间，围绕着1个保守的苏氨酸残基，位于血红素吡咯环上方。ExLR位于螺旋K区，与位于L-螺旋之前的PxxFxPE/DRF通过盐桥连接以稳定整体结构。PFxxGxRxCxG/A携带有半胱氨酸残基，以硫醇盐离子键的形式配位到螺旋I另一侧的血红素铁上，P450的FeII-CO复合物在450nm处有特异吸收峰。这个血红素结合环是P450最保守的部分，当半胱氨酸被还原，硫醇盐键破坏，P450将不可逆转地失活转变为P420[79]。图1.3细胞色素P450蛋白序列的保守和可变区域（FeyereisenR.2012）
飞蝗细胞色素P450的杀虫剂代谢解毒特性及其表达调控研究6图1.2细胞色素P450的CO差光谱（FeyereisenR.2012）不同的细胞色素P450在氨基酸序列上可能存在很大差异，但有1个氨基酸是保守的，即血红素的半胱氨酸配体[78]。此外，根据已有的昆虫序列数据，细胞色素P450包括5个保守的基序（图1.3），即WxxxR、GxE/DTT/S、ExLR、PxxFxPE/DRF和PFxxGxRxCxG/A。随着蛋白质表达和纯化技术的进步，越来越多蛋白晶体结构被解析，证实其三维结构是高度保守的（图1.4）。WxxxR位于C-螺旋中，其中精氨酸残基与血红素辅基丙酸负离子作用形成电子拉链。GxE/DTT/S在I-螺旋中间，围绕着1个保守的苏氨酸残基，位于血红素吡咯环上方。ExLR位于螺旋K区，与位于L-螺旋之前的PxxFxPE/DRF通过盐桥连接以稳定整体结构。PFxxGxRxCxG/A携带有半胱氨酸残基，以硫醇盐离子键的形式配位到螺旋I另一侧的血红素铁上，P450的FeII-CO复合物在450nm处有特异吸收峰。这个血红素结合环是P450最保守的部分，当半胱氨酸被还原，硫醇盐键破坏，P450将不可逆转地失活转变为P420[79]。图1.3细胞色素P450蛋白序列的保守和可变区域（FeyereisenR.2012）
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国飞蝗（Locusta migratoria）灾害地理分布模拟及其生物气候因子分析[J]. 张杰,张旸,赵振勇,李敏. 干旱区地理. 2019(03)
[2]蝗虫生物防治发展现状及趋势[J]. 石旺鹏,谭树乾. 中国生物防治学报. 2019(03)
[3]昆虫病原微生物对其寄主行为的调控作用研究进展[J]. 石旺鹏,李傲梅,邢永杰,沈杰. 微生物学报. 2018(06)
[4]我国蝗虫灾害可持续治理成效与展望[J]. 任彬元,杨普云,朱景全,魏启文. 中国植保导刊. 2017(09)
[5]昆虫对拟除虫菊酯类杀虫剂的代谢抗性机制研究进展[J]. 陈澄宇,史雪岩,髙希武. 农药学学报. 2016(05)
[6]昆虫细胞色素P450抑制剂及杀虫剂面临的挑战与机遇[J]. 筱禾. 世界农药. 2015(06)
[7]转飞蝗CYP408B1和CYP409A1基因果蝇品系对杀虫剂的敏感性[J]. 高翠娥,张建琴,张徐波,张建珍,封云涛,吴海花,马恩波. 中国农业科学. 2015(06)
[8]有机磷类杀虫剂代谢机制研究进展[J]. 王志超,康志娇,史雪岩,高希武. 农药学学报. 2015(01)
[9]飞蝗CYP408B1和CYP409A1基因的原核表达[J]. 高翠娥,任晓宇,张学尧,张婷婷,张建珍,马恩波,吴海花. 应用昆虫学报. 2015(01)
[10]小麦主要病虫害全程综合防治技术指导意见(下)[J]. 农村实用技术. 2015(01)
博士论文
[1]飞蝗羧酸酯酶基因转录组分析及杀虫剂解毒功能研究[D]. 张建琴.山西大学 2014
[2]飞蝗细胞色素P450基因的分子特性及功能研究[D]. 郭艳琼.山西大学 2012
本文编号：3572023
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/nykjbs/3572023.html
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