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细胞色素P450广泛存在于各类生物体,是一类含血红素的单加氧酶组成的超家族。鸡是最主要的食品动物之一,鸡体内存在多个细胞色素P450家族,目前已经报道参与药物和毒素代谢的细胞色素P450主要有CYP1A,2C和3A等,这些细胞色素P450的功能尚未得到系统的研究。喹嗯啉类化合物是一类具有喹噁啉-N1,N4-二氧化物结构的化学合成的具有抗菌和促生长作用的动物专用药,主要包括乙酰甲喹、喹烯酮、卡巴氧和喹赛多,虽然该类兽药已经在我国作为兽药或是添加剂广泛使用,但住分子水平上对该类药物的生物转化和毒理学相关的研究还较少,而这方面的知识对了解该类药物的药效、毒性及残留以及对畜禽养殖与食品安全都至关重要。本学位课题围绕鉴定鸡肝中参与喹噁啉类等常用兽药代谢的P450展开工作,主要取得了如下结果: 1.建立了鸡肝细胞色素P450单加氧酶系成份的稳定表达系统 通过N-端修饰策略,在大肠杆菌原核表达系统中成功表达了鸡CYP3A37和CYP3A80,表达产物均具有典型的P450光谱特征,表达量分别为800和160nmol/L培养物。在目前的条件下没有检测到鸡3A80对红霉素的脱甲基反应活性。 通过和分子伴侣GroEL/ES共表达的方法成功表达了鸡CYP1A4蛋白。CO差示光谱显示该蛋白具有明显的P450光谱特征,表达量达到了500nmol/L培养物。 2.鉴定了CYP1A的O-脱烷基和喹嗯啉类药物羟基化活性 以表达有鸡CYP1A5和细胞色素P450还原酶(CPR)的大肠杆菌膜成分重组构成了鸡1A5/CPR酶系。该酶系对1A家族的探针底物7-甲氧基试卤灵、7-乙氧基试卤灵和7-苄氧基试卤灵有较高的O-脱烷基活性(分别称为MROD、EROD、BROD活性),产物的形成均符合Michaelis-Menten动力学特征。鸡1A5对甲氧基试卤灵表现出很强的底物特异性,而其BROD活性较弱(仅为MROD的14%)。该重组酶系催化喹烯酮生成3种羟化产物,包括2种在苯环上和一种在喹嗯啉环上的羟化产物,其中苯环羟化产物为主要产物。另外,1A5可以催化卡巴氧侧链甲基发生羟化反应。 1A4/CPR体外重组酶系具有MROD、EROD和BROD活性,产物的形成都符合Michaelis-Menten动力学特征。和1A5不同,鸡1A4具有较强的EROD和BROD活性,对苄氧基试卤灵具有很强的底物特异性。鸡1A4也能催化喹烯酮的苯环发生羟化反应。 3.鉴定了CYP3A37在红霉素代谢中的作用 鸡CYP3A37/CPR构成的重组酶系能有效催化红霉素发生脱甲基反应,产物的形成符合Michaelis-Menten动力学特征,Vmax和Km分别是1.57±0.097nmol甲醛/min/nmolP450和117.3±22.28μM(R2=0.96),并且呈现NADPH依赖性。哺乳动物3A亚族特异性抑制剂酮康唑(Ketoconazole)可有效抑制该活性(30%以上)。结果表明鸡3A37是禽类大环内酯类抗生素红霉素的主要代谢酶之一。