细菌通过聚酮合成酶途径合成多不饱和脂肪酸的研究进展

细菌利用聚酮合成酶途径合成多不饱和脂肪酸是近年发现的新的脂肪酸合成途径。这种途径与常规的由脂肪酸去饱和酶和脂肪酸延长酶引导的脂肪酸合成途径有着本质上的差别。总结了近些年细菌利用聚酮合成酶合成多不饱和脂肪酸这一新途径的研究状况,重点阐明其分子机制,并对其研究趋势及应用前景进行了展望。     

脂肪酸对离体培养中华绒螯蟹肝胰腺PUFAs合成相关基因表达的影响

长期以来海水水生动物和淡水水生动物多不饱和脂肪酸合成能力一直是众多研究的重点。相比于淡水水生动物,海水水生动物更容易从食物中获得多不饱和脂肪酸,因此其合成多不饱和脂肪酸的能力低于淡水水生动物。中华绒螯蟹作为一种洄游型甲壳动物,其脂肪酸合成能力的研究显得更加重要。本研究通过中华绒螯蟹肝胰腺离体培养技术,利用不同的脂肪酸培养中华绒螯蟹肝胰腺组织,旨在探讨不同脂肪酸对中华绒螯蟹肝胰腺多不饱和脂肪酸合成相关基因表达的影响,为研究饲料中添加不同脂肪酸对中华绒螯蟹多不饱和脂肪酸合成的影响提供了一定的理论参考依据。本研究表明:油酸会显著增加中华绒螯蟹肝胰腺ELOVL6、fad6、和fad9基因的表达量;不同脂肪酸对fad6和fad9基因表达量的影响相似,且相比于EPA和DHA,亚麻酸和油酸会显著增加fad6和fad9基因的表达。通过本研究,我们得出EPA和DHA等多不饱和脂肪酸会抑制多不饱和脂肪酸合成的过程。进一步证实了海水水生动物多不饱和脂肪酸合成能力和海水中高含量的多不饱和脂肪酸之间的关系。     

肠道中多不饱和脂肪酸及其衍生物研究进展

肠道菌群是人体微生态学的重要组成部分,也是最大、最复杂的微生态系统,在宿主的营养吸收、肠道与免疫系统发育等重要生理过程中发挥作用,与人类健康和疾病密切相关。这些共生微生物排除肠道病原体的功能主要依赖于其产生的生物活性物质,如多不饱和脂肪酸等。同时这些脂肪酸在肠道微生物的作用下能够进一步转化为具有特殊结构和功能的多不饱和脂肪酸衍生物。这些多不饱和脂肪酸衍生物对维持健康稳定的肠道菌群至关重要。此外,多不饱和脂肪酸在宿主防御和免疫中发挥了多重关键作用,包括抗癌、抗炎、抗氧化活性,以及降低肠道致病菌的竞争能力等。主要对肠道中多不饱和脂肪酸的来源及其重要的生理功能,以及肠道微生物对多不饱和脂肪酸的转化衍生机制进行了综述,并提出肠道微生物是特殊多不饱和脂肪酸及衍生物生产菌株潜在的种子及基因库,以扩展功能油脂生产菌株的来源。     

长链多不饱和脂肪酸的替代来源——转基因油料作物

长链多不饱和脂肪酸(LCPUFA)对人体健康和发育具有极为重要的作用.由于海洋鱼类资源过度捕捞和环境污染的加剧,长链多不饱和脂肪酸的来源日益枯竭.利用转基因油料作物生产LCPUFA,特别是DHA和EPA成为目前研究的热点.归纳了LCPUFA合成代谢途径相关基因的最新研究进展,描述了利用植物基因工程合成长链多不饱和脂肪酸(特别是EPA和DHA)取得的主要成果,讨论了影响转基因油料作物合成DHA和EPA的关键因素,最后对利用转基因油料作物合成DHA和EPA的研究前景进行了展望.     

四个脂肪酸合成酶基因在哺乳动物细胞中的超表达提高长链多不饱和脂肪酸生物合成效率

DHA(22:6n-3)、EPA(20:5n-3)和ARA(20:4n-6)三种长链多不饱和脂肪酸在生物体内活性最强,它们在促进大脑发育和功能维持以及在预防和治疗心血管疾病、炎症、癌症等多种疾病方面有着重要作用。然而,尽管哺乳动物体内有完整的长链多不饱和脂肪酸合成酶系,但哺乳动物合成这些长链多不饱和脂肪酸的效率很低而主要依赖于食物获取。本研究应用转基因方法,将哺乳动物来源的Δ6和Δ5脂肪酸去饱和酶以及Δ6和Δ5脂肪酸延长酶这4种酶的编码基因构建成为一个多基因表达载体,然后转染哺乳动物细胞HEK293T,实现了4个目的基因的超表达,再通过气质联用(GC-MS)分析证实了DHA、EPA和ARA等长链多不饱和脂肪酸的合成效率及水平显著增加,DHA的水平更是提高了2.5倍。由此可见,哺乳动物具有某种抑制长链多不饱和脂肪酸高水平合成的机制,但通过Δ6和Δ5脂肪酸去饱和酶以及Δ6和Δ5脂肪酸延长酶的超表达,能够打破哺乳动物这种抑制机制,从而显著提高DHA、EPA、ARA等的合成水平。同时,本研究的思路也为在转基因动物中生产长链多不饱和脂肪酸提供了重要的启示。     

多不饱和脂肪酸合成途径研究进展

多不饱和脂肪酸在大多数生物体膜生物学和信号传递过程中起着至关重要的作用。最近研究发现,一些深海生物合成多不饱和脂肪酸并非由饱和脂肪酸的延长及脱饱和反应,而是由聚酮合酶途径(polyketide synthase,PKS)直接合成。介绍多不饱和脂肪酸的生物合成并总结近年来聚酮合酶这一新途径及其分子机制的研究进展。     

细菌中D-氨基酸生物合成及调控作用研究进展

细菌中普遍存在L/D型氨基酸,与L-氨基酸(L-AAs)不同,D-氨基酸(D-AAs)不参与蛋白质合成,而与细胞壁肽聚糖的合成有关,直接影响细菌细胞壁的形状、数量和强度。D-AAs在细菌表征、药物抑菌性、靶标确定等方面具有重要的作用。目前,外源添加D-AAs参与肽聚糖合成的机制已有一些研究进展,其荧光衍生物已应用于细菌可视化,特异性探测细胞壁形成/重塑、细菌生长和细胞形态。但D-AAs如何影响细菌生长及其抗逆性的机制尚未研究清楚。对D-AAs的研究现状进行综述,重点介绍D-AAs在细菌中的生物合成机制和参与细胞壁合成的机制、非典型DAAs对细菌的调控以及在细菌可视化中的应用,并对D-AAs未来研究方向进行了展望。     

群体感应系统调控乳酸菌细菌素合成的研究进展

乳酸菌细菌素具有广谱的抑菌活性,但其合成量低,限制了行业应用。群体感应是细胞间的通信过程,细菌通过感知信号分子浓度变化,调控相关的生物学过程。三组分系统在调控细菌素合成的过程中发挥了核心作用。本文中,笔者综述了调控乳酸菌细菌素合成的三组分系统的组成、Ⅰ类和Ⅱ类细菌素合成调控的基因与结构的差异性以及细菌密度和共培养等因素对细菌素的合成的影响,以阐明乳酸菌素合成的群体感应调控机制,对于其在食品、生物和医疗领域的应用都有重要的意义。     

(p)ppGpp——“魔斑”核苷酸在细菌中的研究进展

鸟苷四磷酸（guanosine tetraphosphate,ppGpp）/鸟苷五磷酸（guanosine pentaphosphate,pppGpp）是细菌严谨反应的信号分子,其合成和水解由Rel/SpoT同系物（RelA/SpoT homologue,RSH）家族的蛋白质合成和水解活性控制。（p）ppGpp介导的严谨反应能够提高细菌对营养匮乏的适应能力和抗生素抗性。近年来发现（p）ppGpp与细菌生长和细胞分裂、抗生素合成等都密切相关,是细胞内重要的全局调控因子。（p）ppGpp在细菌细胞中有许多靶点,使其可以调节DNA复制、转录、细胞周期、核糖体生物合成以及抗生素合成基因簇的表达。然而,（p）ppGpp如何控制转录和其他代谢过程取决于细菌种类,并在不同的微生物中通过不同的机制调节相同的过程。因此,本文通过综述（p）ppGpp的合成/水解酶的种类和调节机制,（p）ppGpp对微生物代谢调控机制、对细胞周期的影响机制,以及（p）ppGpp对抗生素合成和耐受性的调控机制,为细菌耐药性研究和细胞生理学研究奠定基础。     

细菌多糖的生物合成机制

近些年来,细菌多糖因其重要的医学价值和工业用途引起了人们的广泛关注。随着细菌基因组的不断测序,众多与细菌多糖合成相关的基因簇被发现。不同多糖合成基因簇的比对分析结果表明,尽管自然界中多糖的结构复杂多变,但是它们的合成机制却是相对单一的。本文就当前国际国内不同细菌多糖的合成机制,以及多糖合成途径中相关糖基转移酶和聚合酶的研究进展进行了论述。