家蚕谷胱甘肽-s-转移酶bmgste3基因的克隆与真核表达

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1、第一章义献综述√喾‘：琴}t’j-卫，j“≯一，一‘■图1．1GSTS的三级结构‘2m4】Figure1．1TeniaryS仃uctureofGSTsN．末端氨基酸结构域由80个氨基酸排列形成伊折叠和三股∞螺旋，是GSH的结合位点(G位点)，其中存在一个相当保守的酪氨酸残基(1b)，该1耐一5的一OH与GSH的硫醇化阴离子形成氢键来稳定之，因此在催化反应中起重要作用(图1．2)。值得一提的是，(‘，型GsTS存在于几种哺乳动物和秀丽新小杆线虫中，但与哺乳动物其他GSTs不同，其N一末端伸展与C．末端邻接形成一个新的结构单位‘51。

2、它们对经典的GSTs底物1一氯．2，4．二硝基苯(1．chloro．2，4．dinitro．enzene，cDNB)的活性非常低，对谷胱甘肽一琼脂糖成犁片(glutathione—agarosematrix)无结合亲合力，但能结合S．乙基谷胱甘肽成型片，并显示有显著的谷胱甘肽依赖的硫醇转移酶的活性【16】。图1．2谷胱甘肽一S．转移酶的N．末端结构域【80】Fig1．2TheN—ter】触aldomainofGST其余氨基酸以5或6股∞螺旋构成C．末端氨基酸结构域。亲电子物质即底物结合位点(H位点)在不同型GSTs间差别较人，如肛

3、和百型GSTs包含5个∞螺旋，a型GSTs包含6个∞螺旋。不同型GSTS在c一末端氨基酸结构域的差异可以解释a、肌百犁之间的底物特异性差异。不同种类的GSTs氨基酸残端G位点的功能是不同的，各种GSTS形成的H位点亦不同。不同种属的同型GSTs的同一结构域也有差异。1．2．2谷胱甘肽．s．转移酶的功能GSTs是一组具有多种生理功能的蛋白质，在机体有毒化合物的代谢过程、保护细胞免受急3阴雨人学坝Ij学位论义性毒性化学物质攻击中起到重要作Hj，是体内代谢反应中II相代谢反应的重要转移酶。其生物学功能t要是减少GSH的酸解离常数，使得其

4、具去质子化作用及有更多的反应性GsTs巯基形成，从而催化其与亲电性物质轭合【251。通常情况下GSTs催化GSH与亲电子物质结合形成硫醇尿酸。经肾脏排出体外。亦可作为转运蛋白转运亲脂化合物，如胆红素、胆酸、类固醇激素和不同的外源性化合物。通过酶促和非酶促反应，解除化学诱变剂、促癌剂以及脂质和DNA氢过氧化物的毒性，保护正常细胞免受致癌和促癌因素的影响，在抗诱变及抗肿瘤中起重要作用【261。最后，已知的还有一种质粒编码的细菌谷胱甘肽．S．转移酶，他和细菌对抗生素鳞霉素(1R，2S)．1，2．环氧丙基磷酸的抗性有关1271。该酶的特殊

5、之处在于它以很高的特异性将GSH结合到氯霉素的环氧乙烷环上，似乎属于含金属原子酶。它的一级结构与任何可溶性或者微粒体谷胱甘肽．S．转移酶没有关系，并且它也不催化GSH与任何用来检测可溶性酶的通常电子底物(如CDNB)的偶联。1．3昆虫谷胱甘肽一S．转移酶的研究进展谷胱甘肽．S．转移酶(GSTS，EC2．5．1．18)是一类重要的多功能同工酶超家族，广泛分布在动物、植物、酵母和细菌等生物体中，该酶系在解毒内源和外源性有毒物质中起着重要作用，同时也参与胞内物质转运、激素的合成和细胞氧化应激损伤的保护【2l。昆虫谷胱甘肽．S．转移酶的研

6、究主要集中丁．杀虫荆的解毒代谢和抗氧化的研究中‘72lf73l。13．1昆虫谷胱甘肽．s．转移酶的分布与诱导谷胱甘肽(GSH)广泛分布于昆虫的各种细胞中。参与细胞运输、保护以及许多外源化合物的代谢，反应涉及的关键酶是谷胱甘肽．S．转移酶。在哺乳动物中，GSTs主要分布在肝脏中。在昆虫中，脂肪体、消化道、表皮、马氏管及头部均有分布【2引。一般而言，抗性品系的GsTs活性高于敏感品系。曾有报道，家蝇幼虫GsTs活性随龄期增加而增加，敏感品系的家蝇成虫GSTs活性等于或低于幼虫，抗性品系成虫GSTs活性高于幼虫，且60％存在于家蝇腹部，

7、雌性家蝇GSTs活性高于雄性2倍【2¨。埃及伊蚊(Aedes∞gypti)GSTs活性随幼虫龄期增加而增加，且幼虫期活性低于蛹期。以l’2．二氯．4．硝基苯(DIC】舳I)为底物时，脂肪体GSTs活性占总活性的94％，以1．氯．2，4．二硝基苯(cD_NB)为底物时’月旨肪体GSB活性为整体活性的50％，表皮为25％，中肠和血液分别为15％和lO％。此外，谷胱甘肽一s．转移酶表达水平也和昆虫不同的发育时期相关。比如：冈比亚按蚊佃l叩helesganlbi∞)幼虫和成虫的DDT抗性受到发育阶段特异性的GSTs所调节l姗。而埃及伊蚊(

8、Aed髓∞g刑i)中谷胱甘肽．s．转移酶的表达量在整个幼虫发育时期呈上升趋势并在蜕变期(m眈唧。呐osiss协ge)达到最高，蜕变后5天成虫表达萤降低并过渡到一个平台期，33天以后的成虫处丁衰老阶段。另外西方蜜蜂(ApisI鹏Ili矗湘)的谷胱甘肽