كيرسيتين-استقلاب الانزيمات CYP6AS الملقحات أبيس مليفيرا (هيمنوبيرا: أبيدي)Quercetin-metabolizing CYP6AS enzymes of the pollinator Apis mellifera (Hymenoptera: Apidae)
كيرسيتين-استقلاب الانزيمات CYP6AS الملقحات أبيس مليفيرا (هيمنوبيرا: أبيدي)
Quercetin-metabolizing CYP6AS enzymes of the pollinator Apis mellifera
(Hymenoptera: Apidae)
Wenfu Mao , Sanjeewa G. Rupasinghe , Reed M. Johnson, Arthur R. Zangerl
Mary A. Schuler Quercetin-metabolizing CYP6AS enzymes of the pollinator Apis mellifera (Hymetoptera Apidae). Comp Biochem Physiol, May R. Berenbaum
لى الرغم من أن نحل العسل (أبيس مليفيرا) الجينوم يحتوي على عدد أقل بكثير من جينات السيتوكروم P450 المرتبطة استقلاب الزينوبيوتيك من الجينومات الحشرية الأخرى تسلسل حتى الآن، فصيلة CYP6AS الفرعية، على ما يبدو فريدة من نوعها ل هيمينوبتيرانز، شهدت توسعا بالنسبة للجينوم من دبور جوهرة (ناسونيا vitripennis). إن الهيمنة النسبية لهذه العائلة في جينوم نحل العسل توحي بدور في ذلك
معالجة المواد الكيميائية النباتية التي تواجهها نحل العسل في النظام الغذائي غير عادية نسبيا من العسل (تتألف تتركز الرحيق المعالجة من العديد من الأنواع النباتية) وخبز النحل (خليط من العسل وحبوب اللقاح من
العديد من أنواع النباتات). في هذه الدراسة، اقترح كيرسيتين في البداية كركيزة مشتركة ل CYP6AS1،
CYP6AS3، و CYP6AS4، من خلال وجوده في العسل، مقتطفات من التي تحفز النسخ من هذه الجينات الثلاثة،
ومن خلال السيليكو التنبؤات الركيزة على أساس نموذج الجزيئي CYP6AS3. المقايسات البيوكيميائية مع
هيتيرولوجيسلي أعرب CYP6AS1، CYP6AS3، CYP6AS4 والانزيمات CYP6AS10 وأكد في وقت لاحق
نشاطهم نحو هذه الركيزة. CYP6AS1، CYP6AS3، CYP6AS4 و CYP6AS10 استقلاب كيرسيتين في
معدلات 0.5 ± 0.1، 0.5 ± 0.1، 0.2 ± 0.1، 0.2 ± 0.1 بمول كيرسيتين / بمول P450 / مين، على التوالي. المادة المتفاعلة
وأظهرت الالتحامات وتسلسل التحالفات أن الأحماض الأمينية إيجابية الاتهام His107 و Lys217 و
مجموعة الكربونيل من العمود الفقري بين Leu302 و Ala303 ضرورية لتوجيه كورسيتين في
CYP6AS3 موقع التحفيزي والتمثيل الغذائي كفاءة. بدائل متعددة في موقع الحفاز CYP6AS4
و CYP6AS10 وإعادة تمركز جزيء كيرسيتين المرجح أن تكون الأنشطة الأيضية أقل
من CYP6AS4 و CYP6AS10 مقارنة CYP6AS1 و CYP6AS3.
a b s t r a c t
Although the honey bee (Apis mellifera) genome contains far fewer cytochrome P450 genes associated with
xenobiotic metabolism than other insect genomes sequenced to date, the CYP6AS subfamily, apparently
unique to hymenopterans, has undergone an expansion relative to the genome of the jewel wasp (Nasonia
vitripennis). The relative dominance of this family in the honey bee genome is suggestive of a role in
processing phytochemicals encountered by honey bees in their relatively unusual diet of honey (comprising
concentrated processed nectar of many plant species) and bee bread (a mixture of honey and pollen from
many plant species). In this study, quercetin was initially suggested as a shared substrate for CYP6AS1,
CYP6AS3, and CYP6AS4, by its presence in honey, extracts of which induce transcription of these three genes,
and by in silico substrate predictions based on a molecular model of CYP6AS3. Biochemical assays with
heterologously expressed CYP6AS1, CYP6AS3, CYP6AS4 and CYP6AS10 enzymes subsequently confirmed
their activity toward this substrate. CYP6AS1, CYP6AS3, CYP6AS4 and CYP6AS10 metabolize quercetin at
rates of 0.5±0.1, 0.5±0.1, 0.2±0.1, and 0.2±0.1 pmol quercetin/ pmol P450/min, respectively. Substrate
dockings and sequence alignments revealed that the positively charged amino acids His107 and Lys217 and
the carbonyl group of the backbone between Leu302 and Ala303 are essential for quercetin orientation in the
CYP6AS3 catalytic site and its efficient metabolism. Multiple replacements in the catalytic site of CYP6AS4
and CYP6AS10 and repositioning of the quercetin molecule likely account for the lower metabolic activities
of CYP6AS4 and CYP6AS10 compared to CYP6AS1 and CYP6AS3.
©