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细胞色素P450是一类具有35亿年进化史的蛋白超家族，它们广泛地参与各种内源和外源物质的代谢，尤其是外源物质的代谢对于生命体应对胁迫表现出不可替代的作用。棉铃虫有114个P450基因，其中CYP6B和CYP9A亚家族被推测在外源物质代谢过程中起着重要作用，但缺乏直接的代谢实验证据。本实验通过大肠杆菌表达了CYP6B和CYP9A，并与棉铃虫细胞色素P450还原酶(HaCPR)共表达，成功构建了P450重组酶系。借助生物化学技术研究棉铃虫P450重组酶系对拟除虫菊酯类、有机磷类、氨基甲酸酯类杀虫剂以及辣椒素、呋喃香豆素、黄酮类植物次生物质的代谢活性，并取得如下结果: (1)以pCW ori+和pACYC184为载体，成功构建了pCW-P450和pACYC-HaCPR的质粒，并将它们在BL21菌中共表达，获得了CYP6B6-HaCPR、CYP9A12-HaCPR、CYP9A14-HaCPR和CYP9A17-HaCPR四种P450重组酶系，其中P450的表达量约为0.28-0.70nmol mg-1protein，HaCPR的表达量约2.95-11.82nmol mg-1protein。 (2)使用HPLC测定了CYP6B6对7种菊酯类、2种有机磷类和2种氨基甲酸酯类共11种杀虫剂的代谢活性。联苯菊酯、高效氰戊菊酯、生物烯丙菊酯、生物苄呋毒死蜱、辛硫磷、残杀威和西维因以及氯菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯的两种异构体均可以被不同程度的降解。HPLC-Q-TOF分析发现CYP6B6催化高效氰戊菊酯生成4-羟基化氰戊菊酯，而另外6种菊酯类杀虫剂均被CYP6B6催化发生多重氧化反应;残杀威可被CYP6B6催化发生两个位置的羟基化，毒死蜱和辛硫磷则发生脱硫反应形成氧-毒死蜱和氧-辛硫磷。 (3)使用HPLC测定了CYP9A12、CYP9A14和CYP9A17对7种菊酯类杀虫剂的代谢活性。30pmol CYP9A12、CYP9A14、CYP9A17分别与4nmol菊酯类杀虫剂反应4小时，氰戊菊酯、氯菊酯、氯氰菊酯和溴氰菊酯约有9.8-32.8％被降解，生物苄呋菊酯有67.5-95.4％被降解，而联苯菊酯则几乎检测不到降解。3个CYP9A对生物烯丙菊酯有较强的代谢能力，5min内平均降解速度可达48.6-74.6pmol min-1pmol-1P450。HPLC-Q-TOF分析显示CYP9A12、CYP9A14和CYP9A17对联苯菊酯、氰戊菊酯、氯菊酯、氯氰菊酯和溴氰菊酯的代谢均为单次加氧反应，而对生物烯丙菊酯和生物苄呋菊酯的代谢则为多重加氧反应。 (4)HPLC检测还发现CYP6B6、CYP9A12、CYP9A14和CYP9A17对辣椒素、补骨脂素和花椒毒素也均有代谢活性，但对异补骨脂素、欧前胡素和黄酮均无代谢活性，除此外CYP9A12和CYP9A17还可以代谢α-萘黄酮。CYP6B6比3个CYP9A对辣椒素、花椒毒素和补骨脂素有更强的代谢活性。CYP6B6对辣椒素半小时的平均降解速度为21.85±0.03pmol min-1pmol-1P450，而3个CYP9A则为11.90-16.30pmol min-1pmol-1P450;同样，4nmol补骨脂素和花椒毒素经30pmol CYP6B6代谢一小时有51.6±5.1和73.8±2.9％被降解，而3个CYP9A对补骨脂素和花椒毒素的降解率仅为8-32％。HPLC-Q-TOF分析显示辣椒素被催化发生多种反应，而花椒毒素和补骨脂素仅在呋喃环C2发生氧化反应。 本研究发现多种植物次生物质和杀虫剂可以被棉铃虫CYP6B6、CYP9A12、CYP9A14和CYP9A17不同程度的降解，不同P450之间显示出底物谱、产物谱和催化效率的差异，反映了P450基因的功能分化，表明这些P450在棉铃虫适应外源化合物的胁迫中起到不同的作用。