植物细胞色素P450酶系的研究进展及其与外来物质的关系

细胞色素P450的特性及其研究进展摘要：细胞色素P450是内质网膜上混合功能氧化酶系统的末端氧化酶，在生物体内分布广泛，主要催化机体内源和外源性物质在体内的氧化反应。

在临床药物的生物学转化中，它参与大部分药物的生物氧化，因此具有重要的生物学意义。

关键词：细胞色素P450 特性机理功能Characteristics of cytochrome P450 and its research developmentABSTRACT: Being the terminal oxidase component of mixed function oxidase system in the membrane of endoplasmic reticulum, cytochrome P450 (CYP450) has been found in all living organisms and can catalyze the oxidation of a variety of endogenous and xenobiotic compounds. This article reviewed the mechanistic explorations onCYP450- catalyzed reactions , especially the recent investigations on the mechanism of ethanol oxidation catalyzed by CYP450, as well as those in CYP450 drug metabolism.Keywords cytochrome P450;structure; catalytic mechanism; function前言细胞色素P450是一组结构和功能相关的超家族基因编码的含铁血红素同工酶，主要存在于肝细胞平滑肌内质网内，由血红素蛋白、黄素蛋白及磷脂三部分组成，相对分子质量在40 000—60 000之间，因其具有血色素类似的结构，且其还原态与一氧化碳作用后，在450nm处有一个吸收高峰，因此而被命名为细胞色素氧化酶P450[1]。

2．6 CYP 2E1: CYP 2E1 占肝脏 CYP 450S 总 量的 7%，是许多低分子有机化合物及药物在体内 的主要代谢酶：如乙醇、蒽氟烷、氯唑沙宗、氟烷、对 乙酰氨基酚、甲氧氟烷、异氟烷及烟草中的许多成 分均通过 CYP 2E1 在体内进行生物转化。CYF2E1 不仅参与药物的代谢，而且还能催化许多前致癌物 和前毒物的活化过程。CYP 2E1 也存在基因多态 性，有学者认为 CYP 2E1 的基因多态性与食管癌 及非酒精性脂肪肝的易感性相关联。但也有学者对 其持不同观点。
西延铁路无线弱场解决方案的设计原则是：在 铁路沿线既有干线光缆接头附近，约每 3 公里的间 隔，设置光直放远端站和天馈系统，先解决周边无 线弱场的覆盖，再根据无线列调信号覆盖情况和无 线场强指标，在适当的地点设置无线直放站和天馈 系统，以解决剩余地点的无线列调弱场覆盖问题。 光纤直放近端站至远端站连接光纤均利用既有干 线光缆中的 2 芯空余光纤，采用总线方式连接。光 纤直放近端站采用通信机械室-48V 直流电源供 电；区间直放站设备供电采用车站通信机械室高压 400V 直流电源集中远供，远供电源至区间直放站 设备供电电缆利用既有干线电缆中的低频线对，采 用总线方式连接。方案示意图如下：
1 CYP450 的命名 迄今为止，已测序和命名的 CYP450 基因已超 过 3000 个。当各种 CYP450 刚刚被分离时，人们根 据其对某种特定底物的催化活性来命名，以至于同 一种酶往往有几种不同的名称，从而引起了混乱。 1993 年 Nelson 等提出了以氨基酸序列来命名 CYP450 同工酶的方法，经修正后被广泛采用。根 据 这 种 命 名 方 法 ， 凡 CYP450 基 因 表 达 的 CYP450 酶系的氨基酸同源性大于 40%的视为同 一家族(family)，以 CYP 后标一阿拉伯数字表示，如 CYP3，氨基酸同源性大于 55%为同一亚族(subfam－ ily)，在家族的表达后面加一大写字母，如 CYP3A， 每一亚族中的单个 P450 酶(in-dividual)则是在表 达式后再加上一阿拉伯数字，如 CYP3A4。人类已 确定拥有 357 个 CYP450 基因和 33 个假基因，分 属 18 个家族，42 个亚家族，各基因尚存在着大量 等位基因，大量等位基因的存在是引起 CYP450 药 物氧化代谢个体差异和种族差异的生化基础。 2 CYP450S 及与药物代谢相关的 CYP450 酶 目前已知 CYP450S 的主要成分包括两种细胞 色素（细胞色素 P450 和细胞色素 b5）、两种黄素蛋 白（NADP-细胞色素 P450 还原酶和 NADP-细胞色 素 b5 还原酶）以及磷脂等，其中以细胞色素 P450 和 NADP - 细 胞 色 素 P450 还 原 酶 最 为 重 要 。 CYP450S 参与大部分药物和外源物的生物氧化 （烷基的羟基化、烷基的环氧化、羟基的氧化、氨部 位上的羟基化和氧化等）；它使进入机体的外源物 经代谢后向两个方向发展：代谢解毒和代谢活化，

1.1细胞色素P450研究进展1.1.1细胞色素P450细胞色素P450(cytochrome P450或CYP,简称P450）是一个古老的以血红素为辅基的B族细胞色素蛋白酶基因超家族，广泛存在于细菌、真菌、植物以及动物等各种生物体内[1]，通常与质体、线粒体、内质网、高尔基体等细胞器膜结合。

还原态P450与CO结合后在450nm处能检测到最大吸收峰，故命名为P450。

因其能使疏水性分子插入一个氧原子而变得更具有亲水性或者活性，因此又称之为单加氧酶(mixed-function oxidase,简称MFO)[2]。

P450酶系作为自然界中生物催化剂，它所催化的反应类型多样，最典型的反应是把分子氧还原为水的同时，将其中一个氧原子转移至底物形成产物，催化反应为[3]:RH+O2+NADPH+H+ROH+H2O+NADP+1958年，在大鼠肝微粒体中第一次发现P450。

D.S Frear于1969年首次在棉花(Gossypium hirsutum L.)中发现了它的存在[4]。

此后，大量的研究表明在拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)[5]、小麦(Triticum aestivum L.)[6]、苜蓿(Medicago sativa L.)[7]、蓖麻(Ricinus communis L.)[8]等许多植物中也均有P450存在。

P450酶系在植物中参与多种代谢反应，发挥重要的催化作用。

[1]Omura T(1999).Forty years of cytochrome P450.Biochem BiophysRes Commun,266(3):690~698.[2]Nelson D R,Kaymans L,Kamataki T,et al.P450superfamily:updateon new sequence,gene mapping,accession numbers andnomenclature[J].Pharmacogenetics,1996,6:1-42.[3]Ortiz de Montellano PR.Cytochrome P450:structure,mechanism,and biochemistry[M],3rd ed.Kluwer Academic/Plenum Press,New York,2005,183-245.[4]Frear DS,Swanson HR,Tanaka FS.N-Demethylation of substituted3-(phenyl)-1-methylureas:isolation and characterization of a microsomal mixed function oxidase from cotton.Phytochemistry, 1969,8(11):2157–2169.[5]Paquette SM,Bak S,Feyereisen R.Intron-exon organization andphylogeny in a large superfamily,the paralogous cytochrome P450 genes of Arabidopsis thaliana.DNA Cell Biol,2000,19(5): 307–317.[6]Murphy PJ,West CA.The role of mixed function oxidases in kaurenemetabolism in Echinocystis macrocarpa Greene endosperm.Arch Biochem Biophys,1969,133(2):395–407.[7]Li LY,Cheng H,Gai JY,Yu DY.Genome-wide identifycation andcharacterization of putative cytochrome P450genes in the model legume Medicago truncatula.Planta,2007,226(1):109–123. [8]Lew FL,West CA.(-)-kaur-16-en-7β-ol-19-oic acid,an intermediatein gibberellin biosynthesis.Phytochemistry,1971,10(9): 2065–2076.1.1.2细胞色素P450结构特征在细胞色素P450超基因家族中，不同成员之间在氨基酸序列上具有高度的变异性，但其空间结构上却保持较高的相似性，P450蛋白三级结构主要由C端的α-螺旋结构和N端的β-折叠结构组成[1,2]。

细胞色素P450酶的研究及其生物学意义细胞色素P450酶（CYP450）是一类广泛存在于生物体内的多功能氧化酶，能够代谢许多外源化合物和内源性代谢产物。

它们也参与了许多重要的生理生化反应，如药物代谢、胆汁酸合成和甾体激素生物合成等。

CYP450家族在人类中共有57个基因，分成不同亚家族和亚型，每个亚型有着不同的底物特异性和生理功能。

其中，CYP1家族主要参与了环境化学品的代谢；CYP2家族则是主导药物代谢的重要成员；CYP3家族在肝脏中占据主导地位，参与了多种代谢反应；CYP4家族主要参与了脂肪酸代谢等生理过程；CYP19家族则是影响女性健康的荷尔蒙合成关键酶。

在药物代谢中，CYP450酶是主导转化和清除药物的一大类酶，对药物的有效性、安全性有着重要影响。

例如，CYP2D6酶代谢药物奥美拉唑和曲唑，且对安非他明敏感，故CYP2D6的遗传多态性可导致药物适应症、剂量和药物不良反应的变异；CYP3A4酶是肝脏中最主要的药物代谢酶，代谢近60%的现代药物，其活性受多种因素影响，例如饮食、使用其他药物等，导致CYP3A的活性集体存在遗传、环境和药物相互作用等多种因素而呈现出人际间的巨大差异。

CYP450酶的研究为新药开发提供了理论依据，并为个体化药物治疗（PMT）提供了生物学基础。

PMT通过根据患者的个体遗传差异，在药物治疗的方案定制上进行个体化改良，以实现药物治疗的精准化。

例如，比较著名的药物铁剑客、王者荣耀等药物的使用需要特别注意CYP450酶，例如在CYP2C19活性缺陷的患者中，苯妥英、氯硝西泮等药物的代谢减缓，会导致药代动力学学变化，使药物的有效浓度增加，从而增加不良反应的风险。

此外，CYP450酶还涉及到人体生理过程中的多个领域。

例如，CYP21A2酶是胆固醇代谢和激素合成的关键酶，其遗传缺陷会导致21-羟化酶缺陷症，从而影响糖皮质激素和矿物质贝激素的生物合成；CYP17A1酶是合成男性激素雄激素和雌激素的关键酶，此酶遗传缺陷由于妊娠和生殖异常等原因引起，因此对CYP17A1的调节亦对妇女健康有着重要影响。

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。

药用植物中细胞色素P450基因的研究进展董栩;许燕;李月亭;赵爽【摘要】细胞色素P450(cytochrome P450)广泛存在于动物、植物、细菌、真菌等细胞内.是一类与内质网、线粒体、质体高尔基体等细胞器结合的以血红素为辅基的B族细胞色素超基因家族蛋白酶,该酶在植物体内担当着相当重要的功能,在植物体中催化着多种初级代谢反应和次级代谢反应,对黄酮类、香豆素、异黄酮类氰苷、生物碱、萜类等的合成以及降解外源化学药物毒性等方面有重要作用.本文通过介绍该基因在药用植物刺五加、北柴胡、蓖麻、茶树、黄花蒿等植物的克隆和表达以及表达量的测定实验技术,为从其他植物中克隆P450基因提供方法和依据,并对后续研究提供参考.【期刊名称】《云南中医中药杂志》【年(卷),期】2016(037)003【总页数】4页(P75-78)【关键词】药用植物;P450基因;克隆;表达;实时荧光定量【作者】董栩;许燕;李月亭;赵爽【作者单位】云南中医学院药学院,云南昆明650500;云南中医学院药学院,云南昆明650500;云南中医学院药学院,云南昆明650500;云南中医学院药学院,云南昆明650500【正文语种】中文【中图分类】R284.1细胞色素P450(cytochrome P450)广泛存在于动物、植物、细菌、真菌等细胞内[1]。

是一类与内质网、线粒体、质体高尔基体等细胞器结合的以血红素为辅基的B族细胞色素超基因家族蛋白酶，由于还原态P450与一氧化碳结合后在450nm处有一吸收峰而得名。

细胞色素P450基因家族在植物体内担当着相当重要的功能，在植物体中催化着多种初级代谢反应和次级代谢反应，主要表现在催化次生代谢产物的合成和降解外源化学药物毒性的功能。

迄今为止，利用缺失功能突变体法、差异筛选法、抗体或探选cDNA 文库、同源序列法等方法已成功地分离了多个P450基因，部分P450基因功能已经被鉴定[2]。

植物细胞色素P450能在温和的条件下将底物中反应惰性的碳氢键氧化的单加氧酶。

1.1细胞色素P450研究进展1.1.1细胞色素P450细胞色素P450(cytochrome P450或CYP, 简称P450）是一个古老的以血红素为辅基的B族细胞色素蛋白酶基因超家族，广泛存在于细菌、真菌、植物以及动物等各种生物体内[1]，通常与质体、线粒体、内质网、高尔基体等细胞器膜结合。

还原态P450与CO结合后在450nm处能检测到最大吸收峰，故命名为P450。

因其能使疏水性分子插入一个氧原子而变得更具有亲水性或者活性，因此又称之为单加氧酶(mixed-function oxidase, 简称MFO)[2]。

P450酶系作为自然界中生物催化剂，它所催化的反应类型多样，最典型的反应是把分子氧还原为水的同时，将其中一个氧原子转移至底物形成产物，催化反应为[3]:RH+O2+NADPH+H+ ROH+H2O+NADP+1958年，在大鼠肝微粒体中第一次发现P450。

D.S Frear于1969年首次在棉花(Gossypium hirsutum L.)中发现了它的存在[4]。

此后，大量的研究表明在拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)[5]、小麦(Triticum aestivum L.)[6]、苜蓿(Medicago sativa L.)[7]、蓖麻(Ricinus communis L.)[8]等许多植物中也均有P450存在。

P450酶系在植物中参与多种代谢反应，发挥重要的催化作用。

[1] Omura T (1999). Forty years of cytochrome P450. BiochemBiophys Res Commun, 266 (3): 690~698.[2] Nelson D R, Kaymans L, Kamataki T, et al. P450superfamily:update on new sequence, gene mapping, accession numbers andnomenclature [J]. Pharmacogenetics, 1996, 6:1-42.[3] Ortiz de Montellano PR. Cytochrome P450: structure,mechanism, and biochemistry [M], 3rd ed. Kluwer Academic/Plenum Press, New York, 2005, 183-245.[4]Frear DS, Swanson HR, Tanaka FS. N-Demethylation ofsubstituted 3-(phenyl)-1-methylureas: isolation and characterization of a microsomal mixed function oxidase from cotton. Phytochemistry, 1969, 8(11): 2157–2169. [5] Paquette SM, Bak S, Feyereisen R. Intron-exon organizationand phylogeny in a large superfamily, the paralogous cytochrome P450 genes of Arabidopsis thaliana. DNA Cell Biol, 2000, 19(5): 307–317.[6] Murphy PJ, West CA. The role of mixed function oxidases inkaurene metabolism in Echinocystis macrocarpa Greene endosperm. Arch Biochem Biophys, 1969, 133(2): 395–407.[7] Li LY, Cheng H, Gai JY, Yu DY. Genome-wide identifycationand characterization of putative cytochrome P450 genes in the model legume Medicago truncatula. Planta, 2007, 226(1): 109–123.[8] Lew FL, West CA. (-)-kaur-16-en-7β-ol-19-oic acid, anintermediate in gibberellin biosynthesis. Phytochemistry, 1971, 10(9): 2065–2076.1.1.2细胞色素P450结构特征在细胞色素P450超基因家族中，不同成员之间在氨基酸序列上具有高度的变异性，但其空间结构上却保持较高的相似性，P450蛋白三级结构主要由C端的α-螺旋结构和N端的β-折叠结构组成[1,2]。

细胞色素P450(cytochrome P450,简称P450)是一类以血红素为辅基的B 族细胞色素超家族蛋白酶,是血红素蛋白大家族中极其重要的一员,通常与内质网、线粒体、质体、高尔基体等细胞器膜结合,分布在生命进化过程中的所有分支。

之所以命名为P450是因为还原态P450与一氧化碳结合后在450nm 处有一吸收峰。

因其能插入一个氧原子到疏水性分子而使它们变得更具有活性或者亲水性,所以又被称为单加氧酶(mixed-function oxidase ,简称MFO)[1]。

最早于1958年在大鼠肝微粒体中被发现。

1969年,D.S Frear 首次在植物(棉花)中发现了它的存在。

至此之后,大量的研究报道表明在包括小麦[2]、蓖麻[3]等许多植物中也均有P450的出现。

细胞色素P450作为植物中最大的家族蛋白在植物体内起着重要作用。

随着细胞色素P450的蛋白组成及结构等生化特性日趋明朗,研究学者们逐步将研究方向转移到它所参与的生物体内相关代谢途径和催化反应等方面。

那么,利用现代生物技术手段,越来越多的CYP450被成功的克隆分离及外源表达,这大大加快了阐明植物次生代谢途径机制及关键酶基因功能的研究进展。

本文就目前CYP450研究的现状,着重对近年来CYP450的分离及其在所参与的生物合成代谢途径中的功能和表达的研究进展进行了综述。

1植物细胞色素P450的分类P450基因是一个古老的超基因家族,通常根据基因编码氨基酸序列的相似性及系统进化关系对P450进行分类和命名。

在试图确定新发现的P450基因与已知P450基因是否为同一家族时,主要看二者氨基酸序列比对时一致性的比例,若大于40%则它们属于同一个家族,否则属于一个新的家族;若大于40%但小于55%,则它们属于同一家族的两个不同的亚家族;若大于55%,则它们属于同一亚家族。

其等位基因氨基酸序列的同源性不小于97%[4]。

植物的第一个P450cDNA 是CYP71A1,这是1990年由Bozak,K.R.,Yu.H.[5]等在鳄梨中分离的和成熟相关的基因。

植物CYP450家族研究进展一、本文概述植物细胞色素P450（CYP450）家族是一类重要的生物催化剂，以其广泛的底物多样性和催化功能在植物代谢中发挥着核心作用。

这些蛋白质通过其独特的血红素结合域，利用单加氧反应催化多种生物合成和生物转化过程，从而参与植物的生长、发育、防御和响应环境胁迫等关键生命活动。

近年来，随着基因组学和蛋白质组学技术的快速发展，植物CYP450家族的研究取得了显著进展，本文旨在概述这一领域的研究现状、重要发现以及未来趋势。

在本文中，我们首先回顾了植物CYP450家族的基本结构和功能特点，包括其命名规则、分类以及典型的催化机制。

接着，我们重点介绍了几个具有代表性的植物CYP450家族成员，它们在植物次生代谢、激素合成、抗药性和胁迫响应等方面的应用。

我们还探讨了植物CYP450家族在农业和植物生物技术中的潜在应用，如提高作物产量和品质、改善植物抗逆性以及开发新型生物农药等。

我们展望了植物CYP450家族未来的研究方向和挑战，包括深入解析其结构和功能关系、发掘新的家族成员和催化机制、探索其在全球气候变化和生态系统中的作用等。

本文旨在为植物学、生物化学、农业科学和药物研发等领域的学者和研究人员提供一个全面而深入的视角，以促进植物CYP450家族研究的进一步发展和应用。

二、植物CYP450家族的基本特征植物CYP450家族是一类重要的生物催化酶，具有多种催化功能，广泛参与植物生长发育、次生代谢、激素合成和解毒等多种生理过程。

这一家族的基本特征主要体现在其结构、功能多样性和调控机制上。

从结构上看，植物CYP450家族成员通常具有一个高度保守的血红素结合域，这是其催化功能的关键。

不同的CYP450成员还具有不同的N端和C端结构域，这些结构域决定了酶的底物特异性和催化活性。

植物CYP450家族的功能多样性是其另一个显著特征。

根据底物类型和催化反应的不同，植物CYP450可以分为多个亚家族，如P450-P450-P450-90等。

细胞色素P450酶在植物次生代谢中的作用机制细胞色素P450酶（Cytochrome P450，CYP）是一类烟酰胺腺嘌呤核苷酸（NADPH) 依赖性氧化酶，广泛存在于所有的生物领域，包括动物、植物和细菌。

这些酶具有多种功能，包括生物合成、代谢、解毒及药物转化等方面的作用。

在植物的次生代谢中，细胞色素P450酶参与了多种次生代谢物的合成，具有重要的生物学意义。

一、细胞色素P450酶介绍细胞色素P450酶是一种独特的酶系统，包括铁血红蛋白、NADPH氧化酶和膜结合的细胞色素P450同源蛋白。

细胞色素P450同源蛋白是一种酶促氧化酶，靠铁原子催化多种底物的氧化反应。

它们主要存在于内质网膜和线粒体膜中，在质膜上也有一些亚型。

细胞色素P450酶的氧化反应一般是在底物的α位点上发生，生成氧化的代谢产物。

它们广泛参与了多种化合物的代谢和生物合成作用，如激素、药物、固醇、胆固醇等活性物质。

在植物中，细胞色素P450酶同样是一个复杂而重要的酶系统。

它们在植物中表现出了极大的多样性和复杂性。

目前已经鉴定出数以千计的植物细胞色素P450酶同源蛋白，并且在其代谢途径中发挥着关键的作用。

二、细胞色素P450酶在植物次生代谢中的作用植物次生代谢是指植物在代谢的过程中，参与生长发育、逆境响应和互惠共生等生物学过程的化合物产生。

植物次生代谢产物种类繁多，其中包括生物碱、次级代谢产物、黄酮类物质、苯丙素等。

植物细胞色素P450酶同源蛋白在植物次生代谢中发挥着重要的作用。

1、生物碱合成生物碱是一种类型的次生代谢产物，被广泛分布在植物王国中。

它们的生物合成过程是经过细胞色素P450酶同源蛋白的催化作用而生产的。

其中比较典型的代表，如吗啡生物合成中的皮氏副路途及肉桂酸型生物碱的合成等。

2、次级代谢产物合成次级代谢产物可视为植物次生代谢产物的一个子集，包括硫化合物、类黄酮、类胡萝卜素、异蒎烯等。

细胞色素P450酶同源蛋白在植物仲有机酸合成中也发挥着重要的作用。

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20 02 年 《 垦 医学 》 24 卷 第 3 期 农 第
用， 不会 自然而 然的创 造奇迹 ， 可能 促进 教育 革 它 新 ， 可能强化传统教育 ， 也 因为任何 技术的社会作 用 都取决于它 的使 用者。教学手段 改变 了， 教学 方法 和教学模式必将革 新， 这样 才能达到 素质教育 的要 求， 而教育模式的改变首先取 决于教 育思 想和教 育 理念的改变 ， 教学观认为 ， 现代 教学是教学生学会 学 习， 帮助学生发展 ， 知识是由学生根据 自己头脑里的 认知结构而 自主建构 的， 师必 须创 建良好的学 习 教 环境和理想的交互作用 方式 以利 于学生 主动性、 创 造性的发挥 ， 一种全 新的教学理 念。将多媒 体 这是 技术应用于教学中 ， 并不是 一件简单的事 ， 充分发 要 挥其威力 ， 要一个长期 的过程 ， 需 在这个 过程也会 出 现这样那样的问题和困难 ， 我们必须克服浮躁情绪 ， 正视这些问题和困难 ， ， 比如 目前的多媒体信息技术 还未必能减轻教师 的负 担等 ， 能因为遇 到一些 问 不 题就否定多媒体信息技术在教育中的作用 。教育信 息化是适应时代的要求 ， 是时代发展所决定的 ， 我们 要认清教育信息化的发展方向 .把握时代脉搏。 3.3 有超 前意识、 成为内行 有超前 意识 ， 就是广 大教育工作者应看到教育技 术现代化 的发展速度是
3 P450 Q家族 P450 R 家族是 目前 已知的细 胞色 素 P450 同工 酶中最大 、 复 杂的家 族 ， 最 包含 着 P4502A, P4502B, P 4502C, P4502D, P4502E , P4502F 等众 多的A.族 。
3.1 CY 6 主 要在 肝脏 表 达， 量 极 低。 P2A 但 C P2A 可代谢 N-甲 Y 6 基亚硝胺、 苯并〔) 花、 。 黄曲霉

细胞色素P450酶及其代谢途径的研究和应用论文素材细胞色素P450酶及其代谢途径的研究和应用细胞色素P450酶是一类催化氧化还原反应的重要酶，在生物体内广泛存在，并参与多种生物代谢过程。

本文将围绕细胞色素P450酶及其代谢途径的研究和应用展开探讨。

一、细胞色素P450酶的概述细胞色素P450酶是一类存在于生物体内的酶家族，其命名源自其与二氧化碳结合时的吸收谱峰位于450纳米。

这类酶主要负责催化机体中的内源性和外源性物质的氧化反应，参与许多生物代谢途径以及药物、毒物的转化。

1. 结构与分类细胞色素P450酶结构包括一个蛋白质部分和一个辅助还原酶（如NADPH-P450还原酶）部分。

根据基因的相似性和功能的差异，细胞色素P450酶家族可分为多个亚家族，如CYP1、CYP2、CYP3等。

2. 功能与生理作用细胞色素P450酶在机体内发挥多种重要的生理作用。

例如，在肝脏中，细胞色素P450酶参与体内多种内源性物质（如激素、胆固醇等）的合成和代谢；在肠道中，细胞色素P450酶参与有毒物质的代谢和解毒作用。

二、细胞色素P450酶的代谢途径研究细胞色素P450酶的代谢途径研究对于揭示物质在机体内的代谢过程具有重要意义，其理论和实验研究为药物研发、毒理学评价等领域提供了重要依据。

1. 药物代谢途径研究细胞色素P450酶是药物代谢的重要参与者，在药物研发中的代谢动力学评价中具有重要意义。

通过研究药物在机体内的代谢途径以及细胞色素P450酶的参与情况，可以评估药物的安全性和代谢特性，并为合理用药提供依据。

2. 毒物代谢途径研究细胞色素P450酶在毒物代谢过程中发挥着重要的作用。

通过研究细胞色素P450酶与毒物之间的相互作用，可以揭示毒物的代谢途径和转化产物，进而评估毒物的危害性和毒性机制。

三、细胞色素P450酶在应用中的意义细胞色素P450酶的研究不仅对于基础科学具有重要意义，还在药物研发、毒理学评价等应用方面有着广泛的应用。

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志
第 23 卷
表 1 在酵母表达系统成功实 现功能鉴定的植物 P450
P450 亚家族 CYP51 CYP71A1 CYP71A10 CYP71A11 CYP71B7 CYP71C1 CYP71C2 CYP71C3 CYP71C4 CYP71D12 CYP71D18 CYP71D20 CYP73A1 CYP73A3 CYP73A5 CYP73A10 CYP73A11 CYP73A15 CYP73A30 CYP73A31 CYP75A1 CYP76B1 CYP76B6 CYP78A1 CYP79B2 CYP81B1 CYP81B2 CYP84A1 CYP85A1 CYP86A1 CYP88A1 CYP93A1 CYP93B1 CYP93B2 CYP93B6 CYP93C2 CYP94A1 CYP94A5 CYP98A3 CYP98A6 CYP701A3 CYP725A1 催化活性 酶的名称 obtusifoliol 14 脱甲基酶 对 氯 N 甲基苯胺 脱甲基酶 苯基脲类羟化酶 N 脱甲基酶 苯基脲类羟化酶 N 脱甲基酶 7 乙氧香豆素或 7 乙氧基试卤灵脱乙基酶 HBOA 合酶 吲哚灵 2 one 羟化酶 HBOA N 羟化酶 吲哚灵 2 one 合酶 ( ) 4S 苎烯 3 羟化酶 ( - ) 4S 苎烯 6 羟化酶 5 表 马兜玲烯 1, 3 双氧酶 反式肉桂酸 4 羟化酶 反式肉桂酸 4 羟化酶 反式肉桂酸 4 羟化酶 反式肉桂酸 4 羟化酶 反式肉桂酸 4 羟化酶 反式肉桂酸 4 羟化酶 反式肉桂酸 4 羟化酶 反式肉桂酸 4 羟化酶 类黄酮 3 , 5 羟化酶 7 乙氧香豆素脱乙基酶 牛儿醇 10 羟化酶 月桂酸 12 羟化酶 转换色氨酸为吲哚 3 乙醛肟 脂肪酸链内羟化酶 参与绿麦隆的代谢 阿魏酸 5 羟化酶 油菜类固醇 6 氧化酶 脂肪酸 羟化酶 ( C16 ) 植物种名 Triticum aestivum Persea ameri cana Glyci ne max Ni coti ana tabacum Arabidopsis thali ana Zea mays Zea mays Zea mays Zea mays M entha piperita M entha spicat a Ni coti ana tabacum H elianthus tuberosus Medicago sativa Arabidopsis thali ana Petroseli num crispum Glyci ne max Phasedus vulgaris Li thosperum erythrorhizon Li thosperum erythrorhizon Petunia hybrida H elianthus tuberosus Cantharanthus roseus Zea mays Arabidopsis thali ana H elianthus tuberosus Ni coti ana tabacum Arabidopsis thali ana Lycopersicon esculentum Arabidopsis thali ana Arabidopsis thali ana Glyci ne max Glycyrrihiza echinata Gerbera hybrids Glyci ne max Glycyrrihiza echinata Vicia sativa Ni coti ana tabacum Arabidopsis thali ana Li thosperum erythrorhizon Arabidopsis thali ana Taxus cus pidata 羟化酶 ( C18 ) 羟化酶 ( C18 ) 参考文献 Biochem Biophys Res Commun, 1997, 130( 2) : 381~ 385 Plant Physiol , 1992, 100: 1976~ 1980 PNAS , 1999, 96: 1750~ 1755 Plant Biotech, 1998, 15( 4) : 173~ 176 Arch Biochem Biophys, 1997, 34( 1) : 104~ 111 M ol G en Genet, 1995, 246: 100~ 109 M ol G en Genet, 1995, 246: 100~ 109 M ol G en Genet, 1995, 246: 100~ 109 M ol G en Genet, 1995, 246: 100~ 109 Arch Biochem Biophys, 2000, 379( 1) : 127~ 136 Arch Biochem Biophys, 2000, 379( 1) : 127~ 136 Arch Biochem Biophys, 2001, 393( 2) : 222~ 235 Eur J Biochem, 1994, 222: 843~ 850 Arch Biochem Biophys, 1993, 305( 2) : 509~ 515 Plant Physiol , 1997, 113( 3) : 755~ 763 Plant Physiol , 1999, 119( 1) : 49~ 56 M ol G en Genet, 1998, 258, 315~ 322 Plant Mol Biol, 1999, 39( 6) : 1079~ 1090 Plant Cell Report , 2001, 20: 655~ 662 Plant Cell Report , 2001, 20: 655~ 662 Nature, 1993, 366: 276~ 279 Plant J, 1998, 14( 1) : 111~ 120 Biochemist ry, 38: 6093~ 6103 Biosci Biotech Biochem, 2000, 64( 8) : 1696~ 1701 J Biol Chem, 2002, 275: 33712~ 33717 J Biol Chem, 1998, 273( 13) : 7260~ 7267 Plant Biotechnology, 1998, 15( 4) : 173~ 176 PNAS , 1999, 96( 18) : 10045~ 10050 PNAS , 1999, 96( 4) : 1761~ 1766 Biochem Biophys Res Commun, 1998, 243( 3 ) : 688 ~ 693 Biochem Biophys Res Commun, 1998, 243( 3 ) : 688 ~ 693 FEBS Lett , 1998, 432( 3) : 182~ 186 Plant J, 1999, 20( 5) : 611~ 618 Plant J, 1999, 20( 5) : 611~ 618 Plant Cell Physiol, 2000, 42( 12) : 1338~ 1344 Nat Biot ech, 2000, 18: 208~ 212 Biochem J, 1998, 332, 583~ 589 Eur J Biochem, 2001, 268( 10) : 3083~ 3090 Plant Physiol , 2002, 130( 1) : 210~ 220 FEBS Lett , 2002, 514( 2- 3) : 219~ 224 Plant Physiol , 1999, 119: 507~ 510 PNAS , 2001, 98( 4) : 1501~ 1508

细胞色素P450在植物次生代谢中的作用研究随着人们对天然植物产物的重视和需求的逐渐增长，对于植物次生代谢的研究也越来越深入。

植物次生代谢是指植物在生长和发育过程中所进行的生化反应，例如生产化合物、抗氧化反应、生物合成和降解等。

其中，细胞色素P450（Cytochrome P450, CYP）是一种重要的酶类，在植物次生代谢中担任着重要的角色。

细胞色素P450作用原理细胞色素P450是一种半胱氨酸铁蛋白酶，是动植物代谢化合物的一个广泛的酶类系统。

细胞色素P450通常表现为单一酶或同工酶的家族，它们广泛存在于细胞质和内质网膜等细胞器内。

细胞色素P450通过对目标化合物的氧化反应而产生代谢产物，从而实现特定的生化反应。

植物细胞色素P450植物中的细胞色素P450家族很大，有超过500种的不同的编码基因。

植物细胞色素P450酶的功能非常多样，包括植物次生代谢、激素合成、环境胁迫应答以及甾体生物合成等等。

其中，植物次生代谢链条的合成、改变或者消除都会需要到细胞色素P450的功能。

植物次生代谢与人类健康植物次生代谢产物具有重要的医学和生物学意义。

例如植物多酚类，它们具有抗氧化性和免疫力增强特性。

黄酮类化合物具有抗炎、抗过敏和心血管保健作用等。

其中酚类、黄酮类、生物碱类和萜类等天然产物都是由细胞色素P450酶合成的。

细胞色素P450在植物次生代谢中的作用研究细胞色素P450在植物次生代谢中的作用，已经得到国内外各界研究者们高度关注。

在研究中，常采用基因克隆、功能验证、特定酶系统交互作用、酶学研究和分子筛选等手段，对细胞色素P450在植物次生代谢中的调控机制和合成途径等方面进行了深入的探讨。

结论总的来说，细胞色素P450在植物次生代谢中的作用是不可忽视的。

细胞色素P450酶通过对目标化合物的氧化反应而产生代谢产物，实现特定的生化反应，具有非常重要的理论和实际价值。

未来，相关行业和学术界将对它在最终产物生产与过程上的控制和增加可持续性的研究加速深入。

植物抗病 p450酶
P450酶是一类存在于植物细胞中的酶，它在植物抗病过程中发挥重要作用。

植物通过合成一系列的抗病化合物来抵御病原体的侵袭，而P450酶则参与了这些抗病化合物的合成过程。

P450酶可以催化植物细胞中的一系列氧化反应，将抗病化合物的前体转化为具有抗菌、抗真菌或抗虫特性的化合物。

例如，植物中常见的抗菌化合物如植物生长素和黄酮类物质，它们的合成过程中就需要P450酶的参与。

P450酶还可以参与植物对外界环境的响应，例如在病原体感染时，植物会通过活化P450酶来合成一些具有抗菌活性的物质，以应对病原体的侵袭。

P450酶在植物抗病过程中发挥着重要的作用，它能够催化抗病化合物的合成，增强植物对病原体的抵抗能力。

研究P450酶的功能和调控机制有助于深入理解植物抗病的分子机制，并为培育抗病性植物提供理论依据。

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。