双齿围沙蚕CYP基因介导的多环芳烃生物转化机制研究

应用PCR和RT-PCR等分子生物学技术和方法，以海洋功能性底栖生物- - 双齿围沙蚕为研究对象，调取其体内参与PAHs生物转化过程的关键基因- - CYP家族基因，研究其在转录水平上的表达特征和对PAHs的响应机制，确定海洋多毛类参与PAHs转化的CYP基因的种类及其生物信息学，研究结果将丰富多毛类CYP家族基因信息，初步阐明海洋多毛类持久性有机污染物生物转化的分子生物学机制，并期望通过本项目的研究，获得具有自主知识产权的成果，占据该研究领域的国际制高点。

从双齿围沙蚕Perinereis aibuhitensis体内克隆了两个CYP4基因(CYP4V、CYP4B)和一个GSTO基因，并分析了这些功能基因的生物信息学。结果表明，CYP4V基因全长1709bp，编码509个氨基酸；CYP4B全长1857 bp，编码481个氨基酸。多重序列分析表明，二者编码的氨基酸与沙蚕Nereis virens 已知的CYPBB1有超过73%的同源性。而GST基因全长1544 bp，编码256个氨基酸，与沙蚕（Nereis aibuhitensis）和刺沙蚕（Neanthes succinea）同源性为40％-60％。 .在此基础上，研究了不同摩尔浓度苯并(a)芘和相同摩尔浓度苯并(a)芘、荧蒽和菲诱导下上述基因的相对表达量。结果表明：1) 暴露于B(a)P中的双齿围沙蚕在诱导第7天和14天时，CYP和GST的表达量均高于对照水平，这说明于B(a)P可以诱导CYP和GST酶的活性。但在诱导第21天时，CYP和GST的表达量均低于对照水平，CYP和GST的表达被抑制，这说明随着诱导时间的延长，由诱导物产生的毒性已经超出了沙蚕的耐受范围，并表现细胞毒性，影响了CYP和GST的正常表达。2) CYP4V表达量在诱导第7天时与对照比较差异不显著(P>0.05)而CYP4B表达量则显著高于对照水平(P<0.05)；并且随着暴露时间的延长，CYP4V表达量逐渐高于CYP4B表达量。一方面说明，与CYP4V比较，CYP4B对B(a)P更为敏感；另一方面揭示出CYP4V和CYP4B在沙蚕解毒过程的不同时期扮演重要角色。3) 诱导第7天，沙蚕CYP对菲最为敏感，诱导第14天和21天，沙蚕CYP对B(a)P最为敏感。整个诱导期，沙蚕CYP对荧蒽的敏感度都较弱。诱导第7天和14天，沙蚕GST对菲最为敏感，诱导第21天沙蚕对GST B(a)P最为敏感。本研究表明了从双齿围沙蚕体内克隆的CYP4和GST基因在多环芳烃的生物降解中扮演重要角色。