同步抑制FAD2与FatB基因提高烟草种子油酸组分含量的研究

该研究以烟草品系NC89的无菌苗叶片为受体材料,采用前期构建的能同步抑制种子中FAD2(Δ12-油酸去饱和酶基因)与FatB(酰基转移酶基因)表达的RNAi载体,通过农杆菌介导转化获得了转基因烟草植株,分析转基因植株种子中的脂肪酸组分。结果显示:与对照相比,转基因植株种子中FAD2和FatB基因的表达水平分别降低了23%和11%;转基因植株种子的脂肪酸组分中,饱和脂肪酸棕榈酸和硬脂酸平均含量分别为8.02%和4.45%,多不饱和脂肪酸亚油酸平均含量为76.82%,较对照分别降低了2.91%、9.92%和3.47%;而转基因植株种子中单不饱和脂肪酸油酸含量高达7.48%,比对照提高46.38%。研究表明,同步抑制FAD2和FatB基因的表达能够显著提高烟草种子中油酸组分的含量,为进一步改良油料作物品质奠定了基础。     

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。     

△12-脂肪酸去饱和酶FAD2的基本特性及其在胁迫中的功能

脂肪酸去饱和酶(fatty acid desaturase,FAD)催化与载体结合的饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸在脂酰链上形成双键.脂肪酸去饱和酶可以分为脂酰ACP去饱和酶、脂酰CoA去饱和酶和脂酰脂去饱和酶三类.而脂酰脂去饱和酶中的△12-脂肪酸去饱和酶(△12 fatty acid desaturase,FAD2)是催化脂肪酸链第12位碳原子形成双键的去饱和酶类,控制着油酸、亚油酸和其他多种不饱和脂肪酸的合成和含量.主要从△12-脂肪酸去饱和酶FAD2的基本特性和在胁迫中的功能进行了综述,并对相关研究领域的未来研究方向进行了展望.     

柑桔抗寒性与其膜脂脂肪酸组分的关系研究

作者采用气相色谱法对5年生宜昌橙、本地早、国庆一号、锦橙、沙田柚枳砧嫁接树,在抗寒锻炼过程中叶片的膜脂脂肪酸含量的变化进行了研究。结果表明:在日均温为24℃左右时,柑桔叶片开始积累不饱和脂肪酸,冬季叶片不饱和脂肪酸含量最高,比夏季要高60%以上,春季解除抗寒锻炼时,叶片膜不饱和脂肪酸含量下降,饱和脂肪酸含量上升。膜不饱和脂肪酸的积累与气温呈负相关关系。冬季叶片、茎韧皮部和叶绿体等组织器官的膜脂脂肪酸不饱和度、亚麻酸与亚油酸的比值,以及种子中亚油酸与棕榈酸含量之比,均与柑桔品种的抗寒性成正相关。     

膜脂组成与植物抗冷性的关系及其分子生物学研究进展

植物的抗冷性与膜脂的组分和结构密切相关,与质膜中脂肪酸的不饱和度关系更为密切。膜脂不饱和脂肪酸含量越高,膜脂相变温度越低,植物的抗冷性提高。植物体内存在一些降低膜脂脂肪酸饱和程度的酶,如甘油3磷酸酰基转移酶,ω3脂肪酸去饱和酶等,它们能够催化膜中脂肪酸的去饱和反应,生成不饱和脂肪酸,从而提高植物的抗冷性。本文就低温对膜脂的影响、膜脂组成与植物抗寒性的关系及其分子生物学研究进展作一简单综述。     

植物脂肪酸脱饱和酶特性及转基因研究进展

脂肪酸代谢是有机体的基本代谢之一。植物体内首先合成的是饱和脂肪酸,然后在脂肪酸脱饱和酶作用下形成不饱和脂肪酸。目前已经从很多植物中克隆到了脂肪酸合成相关的酶,并对其功能进行了鉴定。详细介绍了近年来应用基因工程技术对植物油中不饱和脂肪酸含量和组分进行改造所取得的进展,并对其在植物抗性育种中的应用进行了展望。     

硬酯酰辅酶A去饱和酶1调控肝细胞癌脂肪酸代谢异常的作用机制

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)的发病率和致死率在我国位居前列。近年来,HCC的多组学研究发现,单不饱和脂肪酸的增多有利于HCC细胞脂肪酸的从头合成,而硬脂酰辅酶A去饱和酶1(stearoyl-CoA-Ddesaturase, SCD1)是饱和脂肪酸向不饱和脂肪酸转化的关键限速酶,SCD1活性的升高是肝细胞癌发生的主要原因之一。通过p53、Wnt/β-catenin、EGFR、自噬等途径的调节,SCD1介导的脂肪酸去饱和途径促使HCC细胞的脂肪酸代谢平衡向不饱和脂肪酸倾斜,促进癌细胞的增殖和侵袭,减少癌细胞的凋亡。干预SCD1的表达可以有效抑制HCC进展。SCD1在肝细胞癌的发展中具有重要作用,有望成为肝细胞癌的治疗靶标之一。本综述关注肝疾病中调控脂肪酸代谢的关键酶SCD1,整理分析了SCD1的表达和调控与肝的脂肪酸代谢异常及HCC发生之间的关系,SCD1与肝细胞癌主要致癌分子的作用,以及可能的SCD1干预方法。希望为深入探究肝的代谢与HCC发生及演进打开新的思路,为HCC的治疗增添新的靶点。     

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羧化酶、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。     

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     

静电场对苜蓿愈伤组织抗寒能力的影响

用正负高压静电场 (HVEF)处理苜蓿叶片来源的愈伤组织后 ,在4℃下暗培养。我们发现静电场处理可不同程度地提高愈伤组织的淀粉酶 ,过氧化物酶 ,和超氧化物岐化酶的活性和可溶性蛋白的含量 ,促进愈伤组织对冷害的防御能力。在冷处理过程中 ,细胞膜中饱和脂肪酸 (棕榈梭和硬脂酸 )和不饱和脂肪梭含量先升高然后降低 ,而高压静电场处理组的不饱和脂肪酸 (油酸、亚油酸、α -亚麻酸、β-亚麻酸 )含量高于对照组 ,脂肪酸不饱和指数 (UIFA)也高于对照组 ,这说明静电场处理可促进愈伤组织细胞抗寒能力提高。此外 ,丙二醛 (MDA)含量在静电场处理组低于对照组的测定结果也验证了前面的结果。     

沙棘种子高积累碳十八不饱和脂肪酸的多基因协同调控机制

为探讨沙棘种子油高积累碳十八不饱和脂肪酸的多基因协同作用机制,以近缘低油沙棘品系‘绥棘1号’和高油品系‘新俄3号’6个不同发育期的种子为材料,利用气相色谱飞行时间质谱法测定种子油脂肪酸组份,采用qRT-PCR方法分析不饱和脂肪酸合成积累相关基因KAR、FATB、Δ9 D、KASⅡ、SAD、FAD2、FAD3、FAD7和FAD8的表达模式,验证多基因表达对碳十八不饱和脂肪酸积累的影响。结果表明:(1)‘绥棘1号’和‘新俄3号’种子油均高积累碳十八不饱和脂肪酸,分别占总脂肪酸的87.71%和88.68%;种子发育期间,油酸相对含量一直呈上升趋势,亚油酸相对含量短时下降后上升趋稳,而亚麻酸相对含量则呈先上升后下降趋稳。(2)FATB基因下调表达协同Δ9 D基因低表达,使C16∶0-ACP转化为棕榈酸和棕榈油酸的代谢减弱,而KAR和KASⅡ基因的相对上调表达,促进了硬脂酸合成,为碳十八不饱和脂肪酸的合成积累了较多前体。(3)SAD基因的持续高表达催化硬脂酸去饱和为油酸,且持续上升的SAD/FATB基因表达比直接提高了脂肪酸的去饱和速率;FAD2、FAD3、FAD7和FAD8基因在亚油酸和亚麻酸快速合成期间同时出现明显的表达量峰值,进而促进油酸逐步去饱和为亚油酸和亚麻酸。研究认为,沙棘种子油高积累碳十八不饱和脂肪酸源于FATB和Δ9 D基因的低表达及KAR、KASⅡ、SAD、FAD2、FAD3、FAD7和FAD8基因的协同高表达,本研究结果为进一步理解种子油中碳十八不饱和脂肪酸的合成积累提供了理论依据,对改良植物油脂的不同脂肪酸比具有重要意义。     

硬脂酰辅酶A去饱和酶与脂代谢调控

硬脂酰辅酶A去饱和酶（stearoyl-coenzyme A desaturase,SCD）是催化饱和脂酰辅酶A生成单不饱和脂酰辅酶A的关键酶,在不同的组织中有多种亚型分布。高热量饮食、运动、激素等因素均影响SCD的基因表达水平。对SCD蛋白表达水平和活性的调控会直接影响生物体内饱和脂肪酸（saturated fatty acid,SFA）与单不饱和脂肪酸（monounsaturated fatty acid,MUFA）的比例,从而进一步影响整个机体的脂质代谢,进而与细胞应激反应及胰岛素敏感性直接相关。因此,SCD逐渐成为代谢疾病治疗的一个潜在的靶分子。     

酿酒酵母脂酰-?9脱氢酶亚细胞定位表达及其对烟草脂肪酸合成的影响

以烟草Nicotiana tabacum L.为宿主植物,分别在细胞质内质网和质体内定位表达酿酒酵母Saccharomyees cerevisiae脂酰-CoA-Δ9脱氢酶(ScΔ9D),以期提高植物组织中棕榈油酸(16∶1Δ9)的积累量和分析该酶不同亚细胞定位表达对油脂代谢的影响。与野生型和空载体(对照)植物相比,转基因烟草植株叶片中单不饱和的棕榈油酸及顺式十八碳烯酸(18∶1Δ11)含量明显提高,而饱和的棕榈酸(16∶0)含量相应减少,多不饱和的亚油酸(18∶2Δ9,12)和亚麻酸(18∶3Δ9,12,15)含量亦降低。ScΔ9D质体定位表达烟叶中棕榈油酸及顺式十八碳烯酸含量分别是ScΔ9D细胞质内质网定位表达烟叶的2.7和1.9倍。这表明酵母脂酰-Δ9脱氢酶能在高等植物细胞中正确催化棕榈酸(16∶0)转化为棕榈油酸(16∶1Δ9),而且在质体内表达的效应显著高于在细胞质内质网上的效应。新建立了一种应用脂酰-CoA-Δ9脱氢酶代谢工程培育植物组织高水平合成积累棕榈油酸等ω-7脂肪酸的策略,有助于在生物量大的烟叶等营养器官中组装ω-7脂肪酸合成途径以生产优质生物燃油。     

酿酒酵母脂酰-△9脱氢酶亚细胞定位表达及其对烟草脂肪酸合成的影响

以烟草Nicotiana tabacum L.为宿主植物,分别在细胞质内质网和质体内定位表达酿酒酵母Saccharom,ees cerevisiae脂酰-CoA-△9脱氢酶(Sc△9D),以期提高植物组织中棕榈油酸(16∶1△9)的积累量和分析该酶不同亚细胞定位表达对油脂代谢的影响.与野生型和空载体(对照)植物相比,转基因烟草植株叶片中单不饱和的棕榈油酸及顺式十八碳烯酸(18∶1△11)含量明显提高,而饱和的棕榈酸(16∶0)含量相应减少,多不饱和的亚油酸(18∶2△9,12)和亚麻酸(18∶3△9,12,15)含量亦降低.Sc△9D质体定位表达烟叶中棕榈油酸及顺式十八碳烯酸含量分别是Sc△9D细胞质内质网定位表达烟叶的2.7和1.9倍.这表明酵母脂酰-△9脱氢酶能在高等植物细胞中正确催化棕榈酸(16∶0)转化为棕榈油酸(16∶1△9),而且在质体内表达的效应显著高于在细胞质内质网上的效应.新建立了一种应用脂酰-CoA-△9脱氢酶代谢工程培育植物组织高水平合成积累棕榈油酸等ω-7脂肪酸的策略,有助于在生物量大的烟叶等营养器官中组装ω-7脂肪酸合成途径以生产优质生物燃油.     

不同生长温度对烟草叶片黄酮类化合物含量及其代谢途径的调控

本研究以生长在3个不同温度(均温18.5℃,均温23.5℃,均温28.5℃)人工气候室中的"云烟87"为材料,运用液相色谱质谱联用法、分光光度法和荧光定量PCR法,研究了不同生长温度对烟叶生长发育过程中黄酮类化合物芸香苷和山奈酚-3-O-芸香苷含量、代谢相关酶活性及相关基因表达的影响。结果表明:随着烟草叶片的生长发育,黄酮类化合物代谢相关基因表达呈先降低后升高的趋势,从而调控了黄酮类化合物代谢相关酶活性的变化趋势为先降低后升高,使得黄酮类化合物中的芸香苷含量变化趋势为先降低后升高,山奈酚-3-O-芸香苷的含量则呈逐渐降低的趋势。此外,与生长在较高生长温度(均温23.5℃和均温28.5℃)下的叶片相比,较低生长温度(均温18.5℃)上调了烟草叶片类黄酮代谢相关基因PAL、C4H、4CL、CHS、F3H、F3'H和FLS的基因表达,提高了类黄酮代谢关键酶PAL、C4H、4CL和CHI的活性,促进了黄酮类化合物芸香苷和山奈酚-3-O-芸香苷的积累(p0.05),表明较低的生长温度(均温18.5℃)有利于黄酮类化合物在烟草叶片中的积累。     

稻曲病菌厚垣孢子脂肪酸组成的研究

【目的】为探明细胞壁和细胞内脂肪酸成分及含量与细胞抗逆性的关系,【方法】采用酸热法、索氏提取法、有机溶剂法对稻曲病菌的厚垣孢子壁进行脂肪酸提取,并采用气相色谱检测其脂肪酸的组成和含量。【结果】采用酸热法提取脂肪酸效果最好,以该方法提取测定稻曲病菌黄色、黄绿色、黑色厚垣孢子壁饱和脂肪酸相对含量分别为26.92%、17.23%、23.71%,其不饱和脂肪酸相对含量分别为60.46%、61.52%、70.64%;厚垣孢子总(沉淀孢子壁和上清液)饱和脂肪酸相对含量分别为28.87%、21.00%、24.04%,厚垣孢子总不饱和脂肪酸相对含量分别为55.43%、55.87%、63.89%。硬脂酸在厚垣孢子壁中的含量:黄色>黄绿色>黑色;不饱和脂肪酸中顺式-5,8,11,14,17二十碳五烯酸(EPA)在厚垣孢子壁的含量:黑色>黄绿色>黄色。【结论】在3种颜色厚垣孢子中,黑色休眠型厚垣孢子在孢子壁、总不饱和脂肪酸含量均最高,表明不饱和脂肪酸的含量提高,有利于厚垣孢子的休眠越冬。     

干旱对玉米叶片细胞透性及膜脂的影响

叶片相对含水量随聚乙二醇(PEG)处理浓度的增加而依次降低,复水后它能恢复到对照水平;叶片质膜透性随PEG处理浓度的增加而依次增大,复水后它能不同程度地恢复;PEG处理时叶片膜脂的饱和脂肪酸含量增加,不饱和脂肪酸含量降低。复水后膜脂脂肪酸配比与复水前相似。干旱条件下叶片细胞的各类细胞器膜脂脂肪酸配比的变化与叶片总膜脂的变化相似;在轻度干旱条件下的叶绿体Mg~(++)-ATP酶活力低于对照,复水后能迅速恢复到对照水平,中度干旱条件下Mg~(++)-ATP酶活力明显高于对照,但复水后均有不周程度的恢复。     

不同种源山桐子果实脂肪酸组成变异分析

以采自11个种源的山桐子为材料,测定其果实脂肪酸的组成及其变异情况,结果表明：山桐子果实中不饱和脂肪酸含量较高,尤以亚油酸含量最高,11个种源的平均值为63．58％,且种源间差异显著,分宜、宜昌种源亚油酸相对含量明显高于其他9个种源;饱和脂肪酸以棕榈酸为主,11个种源山桐子果实棕榈酸差异显著,且以平武种源最高;其余脂肪酸含量均较低,变异幅度较大;种子中棕榈酸和棕榈烯酸含量明显高于果肉,而亚油酸、亚麻酸及硬脂酸含量明显低于果肉,油酸含量相近：果实不饱和脂肪酸含量依次为果肉〉全果〉种子,且变异系数及相对极差均较小,尤以果肉中最小;除硬脂酸外,山桐子果实中其他4种主要脂肪酸组分受海拔等地理环境的影响均较小。     

膳食脂肪酸对糖尿病患者血脂的影响分析

探究不同类型膳食脂肪酸组成比例摄入对糖尿病患者血脂的影响作用,选择南方某医学研究院的志愿门诊病人60人为研究对象,分析摄入比例分别为1∶1∶1、1∶1.7∶1.2和1∶1.7∶2.3饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸后,研究对象血脂中甘油三酯、血清总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、载脂蛋白Al和载脂蛋白B的变化情况,采用气相色谱法分析健康人体和糖尿病患者的磷脂脂肪酸谱。结果显示：糖尿病患者的饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸含量高于健康人体;摄入不同比例膳食脂肪酸后糖尿病患者的甘油三酯均明显升高;摄入膳食脂肪酸比例为1∶1.7∶1.2时,高密度脂蛋白胆固醇含量逐渐降低;摄入脂肪酸比例为1∶1.7∶1.2时,载脂蛋白B无明显变化。说明低密度脂蛋白胆固醇是造成动脉粥样硬化的主要因素,单不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸是影响低密度脂蛋白胆固醇曲线下面积的重要因素,脂肪酸构成比是选择合理糖尿病患者膳食脂肪酸构成比的重要依据。     

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。