脂肪酸去饱和途径在肿瘤发生发展中的作用

肿瘤的发生发展与肿瘤代谢异常密切相关。近几年,脂肪酸代谢在肿瘤代谢研究中越来越受到关注,脂肪酸的合成代谢在肿瘤细胞的生长、转移和化疗效果提升中发挥关键性的作用。脂肪酸除了作为细胞膜基质结构成分外,还是重要的二级信使,同时可以作为机体能量的来源。不饱和脂肪酸由饱和脂肪酸通过去饱和途径作用转化而来。由硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)所催化的单不饱和脂肪酸是生物体细胞膜必需的组分之一。肿瘤细胞脂肪酸代谢中的去饱和途径由于新的替代方式的出现近年来备受关注,即由脂肪酸去饱和酶2 (FADS2)介导生成sapienate的去饱和途径。该文综述归纳总结了脂肪酸去饱和途径中关键酶(SCD和FADS2)及甾醇调节元件结合蛋白1 (SREBP1)在肿瘤的发生发展中的作用及最新研究,旨在对基于肿瘤脂肪酸代谢的治疗及调控靶点进行进一步的挖掘和探索。     

来源于线虫Caenorhabditis briggssae 的ω-3脂肪酸去饱和酶基因的合成及其功能分析

ω-3多不饱和脂肪酸(ω-3PUFAs)是一类被广泛研究和关注的脂肪酸,对人类及其他哺乳动物的正常发育和保持良好的健康状况极其重要,并且对于人类的多种疾病的预防和治疗亦有着明显的作用。在人和哺乳动物体内,ω-3PUFAs的含量与ω-6PUFAs(其代谢方式和功能与前者不同,通常其作用也相反)相比很低。而对于人体,无论ω-3PUFAs的过低还是ω-6PUFAs的过高都会带来极为不利的影响。所以人们一直在努力寻求提高人体中ω-3PUFAs含量的途径或者大量生产ω-3PUFAs的方法。本研究经过密码子优化后,用化学合成的方法获得了C.briggsae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1,并构建了哺乳动物细胞表达载体pcDNA3.1-sFat1-EGFP,通过脂质体转染了CHO细胞系并对其进行抗性筛选获得稳定转染细胞株。对稳定转染sFat-1细胞株的RT-PCR分析及脂肪酸组成的GC-MS分析表明,sFat1基因完全能够在CHO细胞中表达和发挥其ω-3去饱和酶的作用,即促使ω-6系列不饱和脂肪酸转变为相应的ω-3系列不饱和脂肪酸(从十八碳到二十二碳)。ω-6不饱和脂肪酸总量从48.97%下降到35.29%,而ω-3不饱和脂肪酸总量则相应地从7.86%上升到24.02%。ω-6多不饱和脂肪酸和ω-3多不饱和脂肪酸的比值从正常细胞中的6.23下降到转染细胞中的1.47。这说明C.briggsae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1的合成是成功的,试验所获得的结果为今后的进一步的研究或应用其大量生产ω-3PUFAs奠定了基础。     

植物超长链脂肪酸及角质层蜡质生物合成相关酶基因研究现状

超长链脂肪酸(very long chain fatty acids, VLCFAs)在生物体中具有广泛的生理功能, 它们参与种子甘油酯、生物膜膜脂及鞘脂的合成, 并为角质层蜡质的生物合成提供前体物质。角质层是覆盖在植物地上部分最表层的保护层, 由角质和蜡质组成, 其中蜡质又分为角质层表皮蜡和内部蜡, 在植物生长发育、适应外界环境方面起重要作用。VLCFAs的合成由脂肪酰-CoA延长酶催化, 该酶是由b-酮脂酰-CoA合酶、b-酮脂酰-CoA还原酶、b-羟脂酰-CoA脱水酶和反式烯脂酰-CoA还原酶组成的多酶体系。合成后的VLCFAs通过脱羰基与酰基还原作用进入角质层蜡质合成途径, 形成各种蜡质组分。文章就VLCFAs及角质层蜡质合成代谢途径中相关酶基因研究进展方面做了综述, 并对植物蜡质基因研究中存在的问题提出一些看法。     

脂肪酸去饱和酶的研究进展

多不饱和脂肪酸由于其在生物体内具有重要的生物活性而越来越受到研究者的关注,特别是n-3系列的脂肪酸EPA（二十碳五烯酸）和DHA（二十二碳六烯酸）。脂肪酸去饱和酶在多不饱和脂肪酸的生物合成过程中起着重要的作用,本文对其目前研究进展进行了阐述。     

恶臭假单胞菌中3-酮脂酰ACP还原酶FabG5是脂肪酸合成关键酶

3-酮脂酰ACP还原酶(FabG)催化脂肪酸合成中的第一步还原反应,是细菌生长的关键酶之一.恶臭假单胞菌在环境污染治理和工业聚羟基脂肪酸(PHA)的生产中,都具有重要的应用价值.生物信息学分析显示,恶臭假单胞菌基因组编码6个FabG同源蛋白质,与大肠杆菌FabG相比较,PpFabG5序列相似性最高(76.5%),其他几个PpFabG也都具有较高的序列相似性(约50%).除PpFabG4之外,其他的同源蛋白质都具有催化活性位点和N端辅因子结合位点.为研究恶臭假单胞菌中这6个FabG同源蛋白质的生物学功能,本文进行了异体遗传互补、体外酶学活性分析、体内基因敲除与突变株性状分析等研究.结果显示,只有PpfabG1、PpfabG3、PpfabG5能恢复大肠杆菌fabG温度敏感突变株CL104在42℃时生长,其中PpfabG1互补株生长较弱.而在体外活性检测中,PpFabG1、PpFabG3和PpFabG5在脂肪酸合成起始反应和延伸反应中都具有催化活性,但PpFabG1活性较弱,PpFabG6仅在起始反应中具有催化活性. PpfabG5是恶臭假单胞菌生长的必需基因,不能被敲除,而其他几个PpfabG基因敲除后不影响菌体的生长,突变株的脂肪酸组成与野生菌也无差异.但PpfabG1、PpfabG2敲除后菌体的运动性下降,PpfabG3、PpfabG6突变影响了生物被膜的合成量,而PpfabG4、PpfabG6敲除突变株对H2O2的耐受性增强,表明这些基因具有不同的生理功能,可能在菌体的不同逆境中发挥作用.     

应用PCR-酶切连接法合成全长sFat1基因

人工合成基因在生命科学研究中有着重要的意义, 因此基因合成是一项常用技术。长片段基因的合成比较困难, 常常因为合成中碱基序列的错配、突变等原因而导致失败。研究者们所熟知的几种现行的方法仍然难以解决该问题。本研究在作者自身的工作经验中建立了一种新的基因合成方法, 即PCR-酶切连接法。应用该方法成功地将化学合成的27个寡聚核苷酸片段(每个片段长60～68 bp)拼接组装起来, 获得了完整的总长为1 226 bp的基因sFat-1。整个过程仅采用3轮PCR(共7个反应)、2轮的酶切连接(3个反应), 而且未曾出现任何偏离预期基因序列的差错。该方法步骤较少, 技术简单, 出错极少, 是合成长基因序列很好的选择。     

植物ω-3脂肪酸去饱和酶的研究进展

众多的ω-3脂肪酸去饱和酶是由来源于同一祖先基因的多基因家族的成员编码的,定位于质体或内质网膜上。它们催化十八碳三烯酸(18：3)和十六碳三烯酸(16：3)的生物合成,使脂肪酸形成第三个双键。它们在改变植物膜脂脂肪酸的组成、提高其不饱和度、叶绿体的发育及叶片成熟过程中三烯脂肪酸含量的增加、抗冷性的增强、低温光抑制后光合能力的恢复等方面具有重要作用。近年来,许多植物的ω-3脂肪酸去饱和酶基因已被克隆,并在这些基因的表达调控、遗传转化及转基因植株生理功能研究等方面取得了较大进展。     

来源于线虫Caenorhabditis briggssae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因

ω-3多不饱和脂肪酸（ω-3 PUFAs）是一类被广泛研究和关注的脂肪酸,对人类及其他哺乳动物的正常发育和保持良好的健康状况极其重要,并且对于人类的多种疾病的预防和治疗亦有着明显的作用。在人和哺乳动物体内,ω-3 PUFAs的含量与ω-6 PUFAs（其代谢方式和功能与前者不同,通常其作用也相反）相比很低。而对于人体,无论ω-3 PUFAs的过低还是ω-6 PUFAs的过高都会带来极为不利的影响。所以人们一直在努力寻求提高人体中ω-3 PUFAs含量的途径或者大量生产ω-PUFAs的方法。本研究经过密码子优化后,用化学合成的方法获得了C.briggsae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1,并构建了哺乳动物细胞表达载体pcDNA31-sFat1-EGFP,通过脂质体转染了CHO细胞系并对其进行抗性筛选获得稳定转染细胞株。对稳定转染sFat-1细胞株的RT-PCR分析及脂肪酸组成的GC-MS分析表明,sFat1基因完全能够在CHO细胞中表达和发挥其ω-3去饱和酶的作用,即促使ω-6系列不饱和脂肪酸转变为相应的ω-3系列不饱和脂肪酸（从十八碳到二十二碳）。Ω-6不饱和脂肪酸总量从48.97%下降到35.29%,而ω-3不饱和脂肪酸总量则相应地从7.86%上升到24.02%。Ω-6多不饱和脂肪酸和ω-3多不饱和脂肪酸的比值从正常细胞中的6.23下降到转染细胞中的1.47。这说明C.briggsae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1的合成是成功的,试验所获得的结果为今后的进一步的研究或应用其大量生产ω-3PUFAs奠定了基础。     

植物乙酰辅酶A羧化酶的分子生物学与基因工程

植物中的乙酰辅酶A羧化酶(acetylCoAcarboxylase,ACCase)分两种类型:原核类型的ACCase位于质体中,是脂肪酸合成途径中的关键酶;真核类型的ACCase位于胞质溶胶中,催化形成的产物主要用于长链脂肪酸的合成以及类黄酮等次生代谢产物的合成。但禾本科植物的质体和胞质溶胶中的ACCase都属于真核类型,其中质体中的是环己烯酮类和芳氧苯氧丙酸类等除草剂作用的靶蛋白。文中主要综述了植物中ACCase的生理功能、分子生物学特征及其对两类除草剂的敏感性,并对其基因工程作了展望。     

热带假丝酵母长链二(脂)酰辅酶A合成酶的形成及性质

热带假丝酵母(Candida tyopicalis)具有不同碳链的二(脂)酰CoA合成酶的活力,原始菌No．1230的十二二酰CoA合成酶的活性较其突变株U3-21。高近一倍。生长碳源对酶的形成有一定的影响。十二二酰CoA合成酶需有ATP、CoASH才显示活性。酶作用的最适pH在6—8,最适温度为30℃。该酶耐热性极差,50℃,5分钟酶活全部丧失。ADP、AMP、KF、Zn2+ 及 8-羟基喹啉、2,4-二硝基苯酚、高浓度的EDTA和尿素对酶活性有抑制作用。     

参与木葡聚糖合成的糖基转移酶基因研究进展

半纤维素多糖木葡聚糖(XyG)存在于大多数植物的初生细胞壁中, 对细胞壁的结构组织和生长发育具有重要的调控作用。XyG在植物进化中存在结构的多样性。该文概述了参与XyG合成的糖基转移酶的最新研究进展, XyG合成需要多种糖基转移酶参与, 这些酶类很可能以蛋白酶复合体的形式存在并发挥作用, XyG的结构和组成的改变对植物的生长发育也产生影响。     

植物纤维素生物合成及其相关酶类

纤维素是由成千上万个D-葡萄糖分子通过β-1,4糖苷键连接的具有一定立体构象的链状聚合物,其葡萄糖残基约为2000～25000个。它是细胞壁的主要组成成分之一。植物,大多数藻类,一些细菌和真菌甚至有些动物都能合成纤维素。它作为世界上最丰富的,具有巨大商业价值的生物多聚体,几十年来一直受到人们的重视,成为人们的研究热点。尽管如此,这方面的研究仍比较滞后,人们对纤维素生物合成途径及其相关酶类还是知之甚少。近几年来,随着基因组学的发展,关于纤维素的生物合成及相关基因表达调控的研究也成绩斐然,现就高等植物纤维素生物合成途径及其相关的纤维素合成酶的最新研究进展作一介绍。     

植物脂肪酸的生物合成与基因工程

植物脂肪酸既具重要生理功能,又有巨大食用和工业价值。其生物合成途径较为复杂,涉及乙酰－ＣｏＡ羟化酶、脂肪酸合成酶、脂肪酸去饱和酶和脂肪酸延长酶等一系列酶。近年来,对脂肪酸生物合成途径进行了大量研究,克隆出许多相关基因,初步阐明了脂肪酸合成规律,并在此基础上开展了利用基因工程技术调控脂肪酸合成研究,取得可喜进展。本文详细介绍了植物饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸和超长链脂肪酸的生物合成与基因工程研究的新结果     

莱菔子脂肪酸成分的GC-MS分析

采用索氏提取法提取莱菔(Raphanussativus)种子中的脂肪酸成分,进行甲酯化处理后用气相色谱-质谱联用技术分离和鉴定脂肪酸成分的组成和含量。结果表明,从莱菔子中共分离鉴定出12种脂肪酸成分,占总量的99.32%,主要包括芥酸(32.47%)、油酸(29.07%)、亚油酸(9.45%)、亚麻酸(8.41%)、棕榈酸(4.31%)和硬脂酸(2.08%)等脂肪酸,其中饱和脂肪酸占9.25%,不饱和脂肪酸高达90.07%。     

不同类型脂肪酸对SD大鼠血清脂肪酸及胰岛素抵抗的影响

目的分析中链饱和脂肪酸（MC-SFA,MCF组）、长链饱和脂肪酸（LC-SFA,LCF组）、n-6多不饱和脂肪酸（n-6 PUFA,SUF组）和n-3多不饱和脂肪酸（n-3 PUFA,TUF组）四种脂肪酸对大鼠血清脂肪酸及胰岛素抵抗的影响。方法雄性SD大鼠40只随机分为5组,对照组给予普通日粮,高脂组给予脂肪热量比相同的高脂日粮。喂养10周,每18 d测定空腹血糖（GLU）、血清脂肪酸、血清胰岛素水平,根据胰岛素敏感性指数（ISI）=ln1/（FPG×FINS）评定大鼠的胰岛素敏感性。结果10周后,LCF组和SUF组大鼠体重显著高于对照组和其它高脂组;LCF组血清胰岛素显著高于对照组（P﹤0.05）;LCF组、TUF组ISI显著低于对照组（P﹤0.05）;各组间血糖无明显差异（P〉0.05）。SUF组、TUF组血清LC-SFA浓度显著低于LCF组（P﹤0.05）;TUF组血清（n-3 PUFA）显著高于对照组和其它高脂组（P﹤0.05）。结论不同类型脂肪酸的高脂饲料对SD大鼠的血清脂肪酸组成和含量有显著的影响,SD大鼠脂肪沉积及胰岛素抵抗程度随血清脂肪酸代谢作用的不同而变化。     

沙棘种子形成发育过程中油脂合成积累关键基因的表达分析

为探讨沙棘种子油脂积累与相关基因表达的关系,以不同发育期间（6月25日、7月6日、7月17日、7月28日、8月8日和8月19日）的近缘高油品系‘新俄3号’和低油品系‘绥棘1号’种子为试材,利用氯仿甲醇法测定含油率,采用实时荧光定量PCR方法分析限速酶基因的表达模式,验证各基因在天然高低油种子间的表达差异。结果表明：（1）除7月17日外,其他时期‘新俄3号’的种子含油率均高于‘绥棘1号’;7月6日~7月28日期间油脂迅速积累,而且‘新俄3号’种子含油率增速大于‘绥棘1号’。（2）油脂迅速积累期的GPD1基因高表达,可能通过促进3 磷酸甘油合成进而加速‘新俄3号’种子油脂高积累;油脂积累过程中DGAT1和DGAT2基因在‘新俄3号’种子中的表达量一直高于‘绥棘1号’。研究认为,GPD1、DGAT1和DGAT2基因可能与‘新俄3号’种子油脂的相对高积累有关。本研究结果为进一步深入验证沙棘油脂合成限速酶基因功能奠定基础。     

Myelin Proteolipid Protein Contains Thioester-Linked Fatty Acids

Myelin proteolipid protein (PLP) is known to contain long-chain, covalently bound fatty acids. Previous studies, including our own, have suggested the occurrence of an oxyester type of linkage between fatty acids and PLP. However, we found that protein-SH groups are required in the acylation reaction, suggesting the possible presence of thioesters. In the present study, we have examined the nature of the acyl-PLP linkages by determining whether free thiol groups are generated on removal of fatty acids. Incubation of reduced and carboxyamidomethylated proteolipid apoprotein (RCM-APL) with 0.2 M hydroxylamine and [14C]iodoacetamide at pH 7.5 and 37 degrees C resulted in the release of fatty acids and the concomitant labeling of newly formed thiol groups. Incubation with Tris or methylamine at pH 7.5 failed to remove fatty acids and generate free -SH groups. The possibility that on treatment buried thiol groups became exposed was essentially excluded because (1) similar results were obtained in 2-chloroethanol, a solvent in which acylated and deacylated PLP have the same conformation, and (2) small PLP peptides were labeled only in the presence of hydroxylamine. On incubation with [14C]methylamine at pH 9.0, RCM-APL was not labeled, thus excluding the occurrence of intramolecular thiol esters. On the other hand, fatty acids were released as radioactive N-methyl fatty acylamide, indicating the presence of intermolecular thioesters between fatty acids and protein. These results demonstrate that a large proportion of fatty acids covalently bound to PLP are liked to -SH groups.     

植物合成长链多不饱和脂肪酸研究进展

长链不饱和脂肪酸（LC-PUFAs）对人类健康具有重要作用,通过转基因植物生产LC-PUFAs具有低成本、可持续、污染少等诸多优势。本文简要介绍了LC-PUFAs的作用、来源及其植物生物合成途径,综述了转基因植物合成LC-PUFAs的研究进展,并对如何进一步提高LC-PUFAs产量进行了探讨。     

Effects of Free Fatty Acids on Synaptosomal Amino Acid Uptake Systems

Abstract: The Na⁺-dependent synaptosomal uptakes of proline, aspartic acid, glutamic acid, and γ-aminobutyric acid were strongly inhibited by monounsaturated fatty acids. With oleic acid, half-maximal inhibition was observed at about 15 μM. The Na⁺-independent uptakes of leucine, phenylalanine, histidine, and valine were less sensitive to inhibition by the unsaturated fatty acids. In contrast, the uptakes of all of these amino acids were unaffected by saturated fatty acids. The inhibition of proline uptake (and that of the other Na⁺-dependent amino acids) by oleic acid was overcome by the addition of serum albumin and the data presented further indicate that the previously reported stimulation of proline uptake by albumin could be related to its fatty acid binding properties.     

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。