- Cỏc sqc t# Cỏc phõn t S b e o v !
NH NG GEN Cyt-P450 VÀ S BIU HIN C A CHÚNG
5.3.7. Quỏ trỡnh tiVn hoỏ c/a Cyt-P450 Jc hiKu g
Khi nh�ng Cyt-P450 ��c hi�u gi�i ���c so sỏnh v�i nhau thỡ m�t�i�u cú th�nh�n th�y ngay là c�u trỳc c�a chỳng th��ng khụng cú liờn quan ch�t ch�: Cyt-P4507 chu�t c�ng và RLM2 thu�c vào d��i gia �ỡnh 2A, P45016 , 15 và P450g thu�c d��i gia �ỡnh 2C, P4502a thu�c d��i gia �ỡnh 3Ạ �i�u thỳ v�hơn n�a là C-P45016 c�a chu�t nh�t và P45016 c�a chu�t c�ng thu�c vào d��i gia �ỡnh 2C. T�ơng t� nh� v�y, Cyt-P45015 ��c hi�u gi�ng cỏi c�a chu�t nh�t là m�t thành viờn c�a d��i gia �ỡnh 2A, trong khi s� �ỏp �ng c�a nú �chu�t c�ng, Cyt-P45015 l�i thu�c vào d��i gia �ỡnh 2C.
�i�u này xỏc ��nh r�ng cỏc gen Cyt-P450 ��c hi�u gi�i ���c nh�n t� nh�ng gen c� x�a khỏc nhau, mà cỏi này cú th� � nh�ng th�i
�i�m riờng bi�t trong s� ti�n hoỏ c�a chỳng. Do v�y, nh�ng Cyt- P450 ��c hi�u gi�i t� nú khụng thu�c v� m�t d��i gia �ỡnh th�ng
Nguy�n Th�Ng�c Dao
152
nh�t, nh�ng thay vào �ú ���c phỏt tri�n, ti�n húa thành nh�ng thành viờn c�a nh�ng d��i gia �ỡnh khỏc nhau, cỏi này ���c bi�t là cú m�t s�nhõn �ụi t�i thi�u là c�a 24 gen. M�t nhỏnh �ơn c�a m�t Cyt-P450 ��c hi�u gi�i cú th� ���c truy�n��n t�cỏch nay 800 tri�u n�m. B�i vỡ cú m�t l��ng c�c l�n c�a s�phõn chia trong nh�ng gen này, �ú là �i�m khú �� phỏt hi�n ra quỏ trỡnh ti�n hoỏ c�a nh�ng gen Cyt-P450 ��c hi�u gi�ị Tuy nhiờn, Cyt-P45015 chu�t ��c hi�u gi�ng cỏi cú m�t trong m�t tr��ng h�p hi�m trong �ú quỏ trỡnh cú th� ���c phõn tớch. Cyt-P45015 và Cyt-P450coh chu�t nh�t và 2A3 chu�t c�ng (cú l� là coumarin - hydroxylase c�a chu�t c�ng) nh�là nh�ng thành viờn d��i gia �ỡnh cú s�t�ơng t�v�trỡnh t�r�t caọ Th�c ra, Cyt-P45015 và Cyt-P450coh khỏc nhau ch� b�i 11 acid amin trong chu�i 494 acid amin. Ho�t tớnh thu� phõn steroid 15 ph�thu�c r�t nhi�u vào s�xỏc ��nh c�a acid amin �v�trớ 209. B�i v�y m�t s� thay th� acid amin riờng l� � phenylalanin 209 thành leucin làm bi�n ��i hoàn toàn tớnh ��c hi�u c�a P450coh t�
coumarin thành steroid hydroxylasẹ
M�i liờn quan h� th�ng phỏt sinh loài ���c xỏc ��nh theo Fitch và cs, xỏc ��nh r�ng Cyt-P450coh c�a chu�t nh�t và Cyt-P4502A3 chu�t c�ng ��i di�n cho cựng m�t gen mà gen này ���c truy�n l�i vào kho�ng 10 tri�u n�m tr��c�õy �th�i�i�m c�a s�d�ch chuy�n t�chu�t c�ng sang chu�t nh�t (hỡnh 5.10). S� c�p �ụi gen m�i�õy
�ó xỏc ��nh nhỏnh v�i gen P450 steroid 15 t�gen P450coh c�a t�
tiờn trong chu�t t� tiờn, vào kho�ng 2 tri�u n�m tr��c �õỵ S� ti�n húa nhanh c�a Cyt-P45015 là phự h�p v�i t�c�� cao c�a s� thay th� nucleotid nonsynanomouss thành synanomous trờn nhỏnh c�a gen Cyt-P450. T�l�này là 3,5 l�n cao hơn t�l� ���c quan sỏt trờn nhỏnh gen 2A3. Gen P45015 b�i v�y cú l�là duy nh�t trong chu�t nh�t, trong khi nh�ng gen Cyt-P450coh t�ơng t� cú m�t � th�, chu�t c�nh, ng��i và c�chu�t nh�t, chu�t c�ng. K�t qu�này c�ng g�i ý r�ng Cyt- P450coh cú th� là gen ��u tiờn tham gia vào s�
chuy�n hoỏ h�p ch�t mụi tr��ng nh�là coumarin c�a d��i gia �ỡnh 2A �chu�t nh�t, d��i gia �ỡnh này ch�a Cyt-P4507 thờm vào v�i Cyt-P45015 và P450coh.
Nh�ng quỏ trỡnh d��i �õy cú l� là t�ng quỏt l�i cho s�ti�n hoỏ:
��u tiờn gen Cyt-P450coh t�tiờn ���c nhõn �ụi, và s� ��t bi�n thay th�nucleotid x�y ra �m�t trong nh�ng gen ���c nhõn �ụị M�t trong nh�ng ��t bi�n làm thay ��i Phe-209 thành Leucin trong Cyt-P450
Ch ng V. Nh�ng gen Cyt-P450 và s�bi�u hi�n c�a chỳng 153 m�i và t�o ra h� th�ng steroid hydroxylase hơn là coumarin hydroxylasẹ K�t qu� là gen �ó ���c nhõn �ụi ���c c� ��nh nh� là m�t gen Cyt-P45015 m�ị V� s� ti�n hoỏ c�a cơ ch� �i�u hoà, Yoshioka và cs �ó cụng b�nh�ng so sỏnh thỳ v�v�trỡnh t�nucleotid c�a y�u t� cis-acting (SDI) ��c hi�u cho gen Cyt-P45016 ��c hi�u gi�ng ��c v�i vựng �ỏp �ng c�a nh�ng gen Cyt-P450cb chu�t nh�t và Cyt-P4502d chu�t c�ng cú liờn quan, cỏi này khụng ��c hi�u gi�i trong s�bi�u hi�n c�a chỳng. Ho�t tớnh phiờn mó in vitro�ó���c�o khi s�d�ng m�t lo�t cỏc promoter gen C-P45016 ��t bi�n trong �ú nh�ng nucleotid trong trỡnh t� SDI �ó ���c thay th� b�ng nh�ng bazơt�ơng�ng trong gen Cyt-P450cb. Nh�ng s�thay th�nucleotid này d�n t�i gi�m ho�t tớnh m�t ph�n, s�thay th�TTC thành CAG t�- 100/89 �ó làm m�t hoàn toàn ho�t tớnh SDỊ Thờm vào �ú s�thay th�
C và A �v�trớ –93 và AC thành CA �v�trớ –88 và –87 �ó làm gi�m ho�t tớnh 55% ��n 70% so v�i��i ch�ng. Nh�ng k�t qu� này g�i ý r�ng nh�ng thay th� nucleotid m�i �õy ho�c cung c�p C-P45016 gen v�i trỡnh t�SDI ho�c chuy�n trỡnh t� �ỏp �ng trong gen P450cb
�� h�y b� ho�t tớnh phiờn mó c�a nú. Nh�ng so sỏnh xỏc ��nh r�ng trỡnh t� P450cb �ỏp �ng th� hi�n 78% ��ng d�ng v�i trỡnh t� Cyt- P450 chu�t c�ng, nh�ng ch� cú 58% ��ng d�ng v�i SDI, trong khi y�u t�phiờn mó chung khỏc l�i���c b�o t�n trong t�t c�cỏc gen c�a chu�t nh�t và chu�t c�ng. B�i v�y gen Cyt-P45016 rừ ràng là m�i hơn gen P450cb và SDI là y�u t�th�ng nh�t v�i y�u t� �ó tham gia vào chu�t t� tiờn qua s�thay th� ch�n l�c nucleotid. Nh�ng nghiờn c�u này g�i ý r�ng m�t s�ch�n l�c t�nhiờn m�nh m�cú th�x�y ra trong s�sỏng t�o c�a nh�ng y�u t�cis-acting m�i�nh�ng gen c�ng nh� là s� ti�n hoỏ v� c�u trỳc c�a cỏc Cyt-P450. Vi�c mụ t� nh�ng y�u t�này và vai trũ c�a chỳng trong s� �i�u hoà ��c hi�u gi�i c�a nh�ng Cyt-P450 là m�t h��ng quan tr�ng cho nghiờn c�u trong tuơng laị