细胞色素P450单加氧酶(Cytochrome P450,CYP),是一类催化单加氧反应酶的超家族,它广泛地存在于从低等的微生物到高等的哺乳动物等各种生命体中。CYP具有代谢众多生命体内源和外源性物质的功能。这类酶能表现出特殊的光谱性质,其还原态与CO结合后,能在450nm处产生特征吸收峰,这也是P450得名的缘由。Rhodococcus sp. R04基因组测序发现,Rhodococcus sp. R04中含有至少15种细胞色素P450单加氧酶,它们分别从属于13个家族,并由Cytochrome P450命名委员会予以命名,它们分别是CYP102C3、CYP116B4、CYP123A6、CYP125A18、CYP125B2、 CYP136C4、 CYP136C5P、CYP150A16、CYP152F1、CYP153A32、CYP185B1、 CYP186C1、CYP255A3、CYP255A4和CYP51B1.通过序列比对发现这15种细胞色素P450单加氧酶的总相似性仅有14.64%,但其比对结果显示所有的P450酶都具有保守的螺旋K区"EXXR"与血红素结合区"FGXGXXXCXG".系统发育分析表明,CYP125A18、CYP125B2与Rhodococcus sp.RHA1和Mycobacterium tuberculosis中的CYP为同一族群,而该族群被证实能催化cholest-4-en-3-one的27位碳原子并能进入细胞质中催化胆固醇侧链的碳原子,另外CYP125家族与Pseudomonas sp的P450terp有相同的起源,此酶具有α-松油醇羟化酶活性。基因注释表明,Rhodococcus sp. R04中有两种CYP125,分别是CYP125B2和CYP125A18.我们对这两种CYP125进行了克隆、表达纯化以及相关性质的研究。结果表明,氧化态CYP125B2和CYP125A18在417.5和422nm出现特征吸收峰,还原态CYP125B2和CYP125A18与CO结合后,与氧化态的差示光谱显示它们在450和458nm会产生差示峰,这与一般的细胞色素P450单加氧酶的典型特征相同。同时运用光学滴定法测定克霉唑,硝酸益康唑,甲硝唑,酮康唑,4-苯基咪唑和4-甲基-2-苯基咪唑六种不同的唑类药物与CYP125B2和CYP125A18的相互作用,并计算Kd值,分析这几种唑类药物分别与CYP125B2和CYP125A18的结合程度,实验结果表明CYP125B2与六种唑类药物的结合程度依次是4-苯基咪唑>硝酸益康唑>克霉唑>酮康唑>4-甲基-2-苯基咪唑>甲硝唑,而CYP125A18是酮康哗>硝酸益康唑>克霉唑>4-甲基-2-苯基咪唑>甲硝唑>4-苯基咪唑。目前,我们已经发现Rhodococcus sp. R04能够在以胆固醇为唯一碳源的培养基上生长,并且能将胆固醇转化,但所生成物质的结构尚不明确。另外,据报道CYP125在降解胆固醇,类固醇等脂肪族化合物中起关键作用。我们推测Rhodococcus sp. R04中的CYP125B2和CYP125A18两种CYP125参与了Rhodococcus sp. R04降解胆固醇的途径,但它们在这一过程中的具体作用还是未知的,尚需进一步的实验证明。
