祝贺！森保系郝德君教授团队最新成果在Int. J. Biol. Macromol.发表
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科学
2024-06-21 15:16
江苏
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近日，林草学院森林保护系郝德君教授课题组以来源于松墨天牛等8种鞘翅目害虫的71个细胞色素P450酶作为研究对象，解析了不同P450家族基因在大肠杆菌原核表达中的适配性以及优化策略。研究成果以题为“Trial and error: New insights into recombinant expression of membrane-bound insect cytochromes P450 in Escherichia coli systems”在国际生物化学领域内著名期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(IF = 7.7)上发表。在站博士后李慧为第一作者，郝德君教授为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金（32271884）和江苏省研究生科研与实践创新计划（KYCX22_1111）的资助。图1. 不同家族、优化策略下昆虫P450酶的原核表达效果评价细胞色素P450酶（CYP450s）是参与昆虫体内多种合成与代谢活动的一类膜结合蛋白。然而，膜结合蛋白的离体表达（异源膜结合蛋白难以与宿主内膜系统形成稳定的跨膜结构）仍是生物化学和结构生物学领域的重大挑战之一。目前，尚未建立起昆虫CYP450s在大肠杆菌原核表达系统中过表达的通用策略，阻碍了其下游生理生化功能和分子结构的研究。本研究采用试误法（Trial and error），发现昆虫CYP450s在大肠杆菌系统中离体表达存在以下规律：1）OmpA2+信号肽N端修饰的表达策略仅能成功实现CYP347家族蛋白以膜蛋白形式的过表达，这暗示了不同于其它P450家族，CYP347家族蛋白可能存在某种结构特性实现与大肠杆菌内膜系统的高度适配。2）Lemo 21（DE3）菌株有效地改善了CYP6HX3蛋白在大肠杆菌系统中的离体表达，未来该菌株在昆虫CYP450s的原核表达中具有良好应用前景。3）经IPTG诱导的表达菌体或膜蛋白提取物中通常会呈现砖红色改变，但这一现象尚且无法作为一种精准的颜色指示用于判断靶标CYP450s离体表达的成功与否。该研究成果为昆虫CYP450s在大肠杆菌系统中的重组表达策略制定提供了新的见解和启示，也为未来更多有关昆虫CYP450s的分子功能研究奠定了方法论基础。
