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CYP450酶系是一个大基因家族,普遍存在于生物体的亚铁血红素蛋白中,催化多种亲脂外源物和内源化合物等进行氧化性质的生物转化,在解毒和激活食物链中的卤代、非卤代烃中起着重要作用。其中细胞色素P450(简称为CYP450或P450)是整个酶系中的末端氧化酶,在整个酶系功能中起着关键作用。在鱼类方面主要研究的是CYP1A,CYP1A基因普遍存在于所检测的鱼类中。CYP1A的诱导已被作为鱼类暴露于PAHs、PCB、二噁英以及相关化合物的早期预警信号及高度敏感的生物反应。在对水生系统污染监测中,诱导鱼类CYP1A1基因已经被认定为一种灵敏的早期预警的方法。
本文根据国外已发表野生真鲷(Pagrusmajor)肝CYPcDNA序列,设计合成两对引物(S1、A1,S2、A1),分两步扩增我国海水养殖真鲷P4501A基因。提取真鲷肝总RNA并以此为模板,利用反转录—聚合酶链式反应(RT-PCR)和重叠PCR方法首先克隆获得了我国养殖真鲷P4501A全长cDNA序列;真鲷肝P4501AcDNA序列编码区长度为1584bp,阅读框编码519个氨基酸,分子量约为60KDa。与已发表的野生真鲷CYP1A序列比较,其核苷酸序列同源性约为93%,氨基酸序列同源性大于90%。
将连有目的片段P4501A的质粒与原核表达载体pTrc-CKS分别用BamHⅠ、XbaⅠ酶切处理,回收纯化后,连接构建重组载体,转化克隆E.coliER1647,经酶切及PCR鉴定为阳性克隆后进一步测序鉴定,成功构建重组载体CKS-CYP1A。提取重组质粒CKS-CYP1A,将其转化到表达宿主菌E.coliTOP10F'中,用IPTG37℃诱导表达,SDS-PAGE电泳分析,在近89kDa处出现了明显的表达带,其大小与预计分子量相当,Westernblot鉴定为CYP1A基因表达的目的蛋白。
通过Northernblot成功检测了在BaP染毒诱导下真鲷肝、鳃、脾CYP1A表达水平和BaP染毒诱导下真鲷鳃、脾CYP1A在不同时间的表达水平。经BaP诱导,真鲷脾中CYP1A表达水平相对较低,肝和鳃中CYP1A表达水平相对较高。另外在BaP诱导24小时以内,CYP1A表达水平随着时间的升高而升高。特别是鳃中CYP1A的诱导变化较为明显,BaP在不同浓度、不同时间条件下,可以诱导鳃CYP1AmRNA呈现不同的表达变化,预示着通过检测CYP1AmRNA水平可以预测BaP的毒性浓度和作用时间。
本研究为进一步揭示有机污染物的毒性效应机制和进一步探讨P450酶作为毒性效应的生物标志物奠定基础。