胆固醇氧化酶(cholesterol oxidase)
酶学分类号为EC 1.1.3.6。
该酶催化Cholesterol + O2--→ Choleste-4-en-3-one + H2O2。
胆固醇氧化酶及胆固醇脂酶一起用于血脂类项目如高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)以及总胆固醇(CHO)等。
血清中总胆固醇 (total cholesterol , TC) 包括游离胆固醇 (free cholesterol , FC) 和胆固醇酯 (cholesterol ester , CE) 两部分。血清中胆固醇酯可被胆固醇酯酶水解为游离胆固醇和游离脂肪酸 (FFA) ,胆固醇在胆固醇氧化酶的氧化作用下生成△ 4- 胆甾烯酮和过氧化氢。
胆固醇氧化酶基因(cholesterol oxidase,Cho)也被称为第二代抗虫基因,其表达的产物是一类新型杀虫剂。在链霉菌属(Streptomyces)、短杆菌属(Brevibacterium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、红球菌属(Schizopylium)等细菌中均发现有胆固醇氧化酶。目前已从链霉菌属中分离出胆固醇氧化酶基因,其编码的胆固醇氧化酶属于乙酰胆固醇氧化酶家族的成员,可催化胆固醇形成17-酮类固醇和过氧化氢。胆固醇是细胞膜的主要组分,伴随着上述反应,摄食昆虫的肠道表皮细胞出现胞溶现象,由此导致昆虫死亡。
David等人(1994)从Streptomyces A19249中分离得到胆固醇氧化酶基因(ChoM)。ChoM的编码基因全长1512bp,编码504个氨基酸。原始的ChoM编码基因5'端带有129bp的前导序列,编码43个氨基酸的短肽。将5'端修饰的不带有前导序列的全长ChoM基因构建到载体pKK233-2中,得到两个表达载体,发现在带有前导序列的全长ChoM基因的大肠杆菌培养液中可检测到较高水平的胆固醇氧化酶活性,而在只有ChoM编码基因的大肠杆菌中几乎检测不到胆固醇氧化酶活性。研究人员又将它们构建到植物表达载体pMON1772上,并用电击法转化烟草原生质体,发现带有前导序列的全长胆固醇氧化酶基因其表达量比只有ChoM编码基因的表达量高2-5倍。这表明N端前导序列可能对蛋白表达有明显的增强作用。生物测试结果表明:胆固醇氧化酶对棉铃象甲(Boll weevil)及烟青虫(Tobacco Budworm)有明显的毒杀作用,有效作用浓度与Bt杀虫晶体蛋白类似。
棉铃象甲是世界性的棉花主要害虫之一,为害部位是棉铃,成虫将卵产于棉花花蕾内,幼虫在棉铃上完成整个发育过程。由于常规的化学药剂很难到达花蕾内,因此难以控制这类害虫,利用转基因棉花自身产生的杀虫蛋白则能获得理想的杀虫效果。目前常用的转Bt杀虫蛋白基因的棉花对棉铃虫有明显的防治效果,但是对棉铃象甲作用不大,胆固醇氧化酶可能弥补这一不足。