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。     

脂肪酸合成系统潜能的挖掘与释放

在全球石油资源不断减少和温室气体不断积累的情况下,急需发展可再生燃料能源及各种生物化工原料和产品。基于该目的,能够生产高能量密度液体生物燃料和高附加值化工品的微生物脂肪酸合成系统备受关注。首先介绍了大肠杆菌脂肪酸代谢系统的组成,然后详细总结了通过改造脂肪酸代谢途径生产脂肪酸以及脂肪酸衍生物的最新研究进展,并介绍了利用体外重建体系来研究脂肪酸合成途径对该系统进行深入挖掘,以及根据得到的信息指导体内脂肪酸途径的改造来释放脂肪酸合成系统的潜能。     

奶牛乳腺脂肪酸合成相关基因研究进展

数量和种类繁多的脂肪酸构成了牛奶中不同分子量和饱和度的甘油三酯,也是乳脂的主要成分.链长不同的脂肪酸来源也不尽相同,几乎所有的短链和中链脂肪酸都由乳腺内源合成,长链脂肪酸主要是由血液中转运而来,奶牛乳腺在转运和合成脂肪酸过程中起着重要作用.近年来,研究人员将传统营养与分子生物学研究相结合,发现了大量与乳脂合成相关基因,并揭示了其功能和相互之间的作用.就奶牛乳腺的脂肪酸摄取和转运,脂肪酸的内源合成,乳腺重要酶类,脂肪酸酯化和相关基因网络调控几方面对脂肪酸合成相关基因进行归类,对其研究进展进行介绍.     

脂肪酸标准物质的研究进展

脂肪酸是一类具有重要功能的生物分子,广泛存在于动植物体内,是人体的重要组成成分,与人体很多疾病的发生都息息相关。脂肪酸标准物质是脂肪酸检测结果准确与否的依据,世界各国都在积极研制,目前我国脂肪酸标准物质研制单位主要有国家粮食局科学研究院和中国计量科学研究院等。综述了国内外脂肪酸标准物质的现状,对比分析了国内外脂肪酸标准物质的种类、特性量值组成和定值方法等。国外脂肪酸标准物质一般含有多种特性组分,特性量值较多,国内脂肪酸标准物质一般仅针对脂肪酸测量研制,基体比较单一,特性组分较少,量值较少。     

冷冻干燥条件下酿酒酵母细胞脂肪酸组成变化的研究

以气相色谱法测定酿酒酵母(Saccharomyces cereuisiae) F159细胞膜类脂中脂肪酸的组成。结果表明,在低温干燥条件下,酿酒酵母细胞能自身调节脂肪酸的不饱和度,出现C_(16:1)脂肪酸含量增加,C_(16:0)脂肪酸含量略有所增,而C_(18:0)脂肪酸含量却有下降,不饱和直链脂肪酸之和与饱和直链脂肪酸之和的比值增加。说明这些变化使酿酒酵母细胞膜保持流动状态而维持细胞的稳定性和活性。初步探讨了冷冻干燥对酿酒酵母细胞脂肪酸组成的影响,为进一步探索和研究微生物抗冷冻干燥生理生化机制提供了依据。     

13种微藻的脂肪酸组成分析

分析了13种微藻(包括7种绿藻,5种杂色藻和1种红藻)的总脂含量和脂肪酸组成,结果表明,不同门类微藻的脂肪酸组成差异较大:绿藻的脂肪酸组成以C16和C18为主;杂色藻类的脂肪酸组成相近,金藻门含有14:0、16:0、18:1、18:4等特征脂肪酸,三角褐指藻主要的脂肪酸为14:0、16:0、16:1、16:3和20:5,而粉核油球藻的脂肪酸以14:0、16:0、20:5为主;紫球藻的脂肪酸组成以16:0、20:4和20:5为主。在测试的13种微藻中,杜氏盐藻的亚麻酸含量最高,占总脂肪酸的60.9%;等鞭金藻的十八碳四烯酸含量最高,占总脂肪酸的19.6%;紫球藻和粉核油球藻中花生四烯酸与二十碳五烯酸(EPA)含量分别占总脂肪酸的17.1%和20.9%。     

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     

细菌脂肪酸合成多样性的研究进展

与哺乳动物、真菌采用I型脂肪酸合成系统不同,细菌采用II型脂肪酸合成系统,每步反应都由独立的酶催化,因此细菌脂肪酸合成酶是研究抗菌药物的优良靶标。研究表明,在不同细菌中参与脂肪酸合成的酶都具有较高的多样性,而脂肪酸种类不同,合成方式也不尽相同,本文对此进行了总结。     

特种油料植物的种质资源研究

本文对特种油料植物的种质资源研究进行综述,这些植物包括含长链脂肪酸的Crambe,Limnanthes,Lunaria,短链脂肪酸的Cuphea,Lauraceae,羟基脂肪酸的Lesquerella,环氧脂肪酸的Vernonia,Stokesia,以及液体蜡酯的simmondsia等科、属的植物。     

脑特异脂肪酸活化酶的克隆

东北大学基因实验室助教授山本德男小组克隆了特异存在于小鼠脑内、控制脂肪酸代谢和脂质生物合成的脂肪酸活化酶的cDNA.大脑干重的48%以上由脂质构成,是弄清脑脂质合成和代谢的最关键的物质. 脂肪酸活化酶(酰基CoA合成酶)是由脂肪酸和ATP、辅酶A(CoA)合成脂肪酸CoA的酶.脂肪酸被活化,转化成脂肪酸CoA之后,才能作为脂肪酸β氧化反应的能量以及乙酰基CoA的合成反应和中性脂肪、磷脂质、胆固醇酯等合成脂质的底物.由此看来,脂肪酸活化酶是一种重要的特异性酶.     

基于脂肪酸生物标记芽胞杆菌属种类的系统发育

【目的】测定芽胞杆菌属90个种(亚种)的脂肪酸成分,构建芽胞杆菌属脂肪酸系统发育分类体系。【方法】利用脂肪酸微生物鉴定系统(MIS)分析供试芽胞杆菌种类脂肪酸生物标记,根据脂肪酸生物标记分布特性,选取10种脂肪酸参数即16:0 iso、16:0、17:0 iso、17:0 anteiso、15:0 iso、15:0 anteiso、15:0 iso/15:0anteiso、17:0 iso/17:0 anteiso以及香农指数(H)和均匀度指数(J)构建芽胞杆菌属种类的脂肪酸系统发育分类体系,【结果】从芽胞杆菌属90个种(亚种)共检测到29个脂肪酸生物标记,脂肪酸碳链长度从10到20,前6个相对百分比含量总和最大的脂肪酸是15:0 anteiso、15:0 iso、17:0 anteiso、16:0、17:0 iso和16:0 iso;在测定的90个种(亚种)的脂肪酸组成中,15:0 anteiso和15:0 iso属于高含量完全分布,17:0 anteiso、16:0、17:0 iso和16:0 iso属于中含量不完全分布,其余23个标记属于低含量不完全分布。可将90种(亚种)芽胞杆菌分为5个脂肪酸群,分别为第I群窄温芽胞杆菌脂肪酸群、第II群广温芽胞杆菌脂肪酸群、第III群嗜碱芽胞杆菌脂肪酸群、第IV群嗜酸芽胞杆菌脂肪酸群、第V群嗜温芽胞杆菌脂肪酸群。【结论】芽胞杆菌属的脂肪酸生物标记系统发育分析,可将其划分为5个类群,且各类群的特性与芽胞杆菌的生长特性和生理生化特紧密相关,这是其他分类方法所不具有的,有望成为一种新的分类体系。     

小秦艽根部脂肪酸成分的主成分分析及其与生态因子的相关性

对采自青海10个居群的小秦艽(Gentiana dahurica Fischer)根部游离脂肪酸的组成及相对含量进行了测定,并利用主成分分析方法对脂肪酸主成分的分布特征进行了研究并分析了脂肪酸主成分与生态因子的相关性.结果表明,小秦艽根部含有22种游离脂肪酸,部分脂肪酸成分的相对含量较高,且高含量脂肪酸多为偶数高碳脂肪酸,其中C16和C26脂肪酸的平均相对含量分别高达42.102和74.029 μg·g-1.主成分分析结果表明,前4个主成分的累积贡献率达到81.325%,以偶数高碳脂肪酸成分的负荷量最大,可基本反映小秦艽根部脂肪酸成分的分布特征.相关分析结果显示,小秦艽根部脂肪酸含量具有地理分布差异,第1主成分与日照时间显著负相关 (P<0.05),第3主成分与海拔高度显著正相关 (P<0.05),表明海拔越高、日照时间越短,小秦艽根部脂肪酸含量越高,揭示出小秦艽在高原生境条件下对逆境干旱环境的部分生理适应机制.     

蓖麻和线虫的两种不同结构脂肪酸去饱和酶的原核表达

目的:通过在原核表达系统中表达蓖麻的可溶性脂肪酸去饱和酶基因和线虫的fat-1脂肪酸去饱和酶基因,为脂肪酸去饱和酶序列结构与功能的研究奠定基础。方法:将蓖麻RCD△9脂肪酸去饱和酶和线虫fat-1脂肪酸去饱和酶基因亚克隆到大肠杆菌BL21表达载体pET32a+中,获得重组表达载体pET32a+-R9,pET32a+- F1,并通过SDS-PAGE和Western Blotting鉴定蛋白的表达情况。结果:经PCR和测序鉴定,证实两个重组质粒含有目的基因片段;SDS-PAGE和Western Blotting证实两种蛋白在大肠杆菌中获得表达,但表达量具有明显的不同;Anthepro软件对蛋白跨膜结构的分析,验证蓖麻△9脂肪酸去饱和酶和线虫fat-1脂肪酸去饱和酶在结构上的不同。结论:蓖麻的RCD脂肪酸去饱和酶和线虫的fat-1脂肪酸去饱和酶都得到了表达,但线虫fat-1脂肪酸去饱和酶表达量偏低;这可能与fat-1脂肪酸去饱和酶是一类跨膜蛋白的性质直接相关。因此,对于线虫fat-1脂肪酸去饱和酶的基于蛋白纯化的结构分析有待进一步的研究。     

植物脂肪酸调控基因工程研究

脂肪酸代谢是植物最重要的代谢途径之一,脂肪酸在人们日常生活及工业生产上有重要用途,作者阐明了植物脂肪酸代谢的基本途径,并对近些年来植物脂肪酸代谢的遗传调控及基因工程的研究进展做了较为详细的总结,同时对植物脂肪酸调控基因工程发展提出了展望。     

新型可再生工业用油脂的代谢工程

植物种子油是一种可再生资源,亦用作生物燃油和化学工业原料. 一些野生植物能高水平合成积累羟化、环氧化和共轭脂肪酸等具有重要工业应用价值的特异脂肪酸.催化这些特异脂肪酸合成的酶主要是类脂肪酸去胞和酶2(类FAD2). 由特异脂肪酸合成到三酰基甘油脂 (TAG) 形成还需要酰基转移酶 (如DGAT) 的参与. 在油料作物种子中表达类FAD2酶及其相关基因(如DGAT),已培育出了能合成积累一定含量特异脂肪酸的工程油料品系,为基于农作物生产高附加值工业用油脂开辟了新途径. 本文论述了参与特异脂肪酸生物合成途径的关键酶基因、油料作物代谢工程策略,以及应用工程油料作物大规模生产重要工业用脂肪酸的研究进展、存在问题和应用前景等.     

脂肪酸结合蛋白的研究进展

脂脉酸结合蛋白（ＦＡＢＰ）是一族小分子细胞内蛋白质,对长链脂肪酸有很高的亲和力,能把脂肪酸从细胞膜转运到细胞内利用位点,在长链脂肪酸的代谢中起重要作用。本文就脂肪酸结合蛋白的结构、功能及其对脂肪酸代谢调节方面的研究进行了综述,并阐述了猪脂肪酸结合蛋白基因地对肌内脂肪合成的影响。     

基于脂肪酸生物标记芽胞杆菌属种类的系统发育

摘要:【目的】测定芽胞杆菌属90个种(亚种)的脂肪酸成分,构建芽胞杆菌属脂肪酸系统发育分类体系。【方法】利用脂肪酸微生物鉴定系统(MIS)分析供试芽胞杆菌种类脂肪酸生物标记,根据脂肪酸生物标记分布特性,选取10 种脂肪酸参数即16:0 iso、16:0、17:0 iso、17:0 anteiso、15:0 iso、15:0 anteiso、15:0 iso /15:0anteiso、17:0 iso/17:0 anteiso 以及香农指数(H)和均匀度指数( J)构建芽胞杆菌属种类的脂肪酸系统发育分类体系,【结果】从芽胞杆菌属90个种(亚种)共检测到29 个脂肪酸生物标记,脂肪酸碳链长度从10到20,前6个相对百分比含量总和最大的脂肪酸是15:0 anteiso、15:0 iso、17:0 anteiso、16:0、17:0 iso 和16:0 iso;在测定的90 个种(亚种)的脂肪酸组成中,15:0 anteiso 和15:0 iso 属于高含量完全分布,17:0 anteiso、16:0、17:0 iso 和16:0 iso 属于中含量不完全分布,其余23 个标记属于低含量不完全分布。可将90种(亚种)芽胞杆菌分为5 个脂肪酸群,分别为第I 群窄温芽胞杆菌脂肪酸群、第II 群广温芽胞杆菌脂肪酸群、第III 群嗜碱芽胞杆菌脂肪酸群、第IV 群嗜酸芽胞杆菌脂肪酸群、第V 群嗜温芽胞杆菌脂肪酸群。【结论】芽胞杆菌属的脂肪酸生物标记系统发育分析,可将其划分为5 个类群,且各类群的特性与芽胞杆菌的生长特性和生理生化特紧密相关,这是其他分类方法所不具有的,有望成为一种新的分类体系。     

卵母细胞脂肪酸及其对卵母细胞成熟和发育的影响

脂肪酸是一类具有重要生物学功能的营养物质,它们影响机体脂类的代谢、基因表达及细胞膜功能。而且,许多研究揭示,日粮脂肪酸浓度、种类及比例影响动物卵母细胞的质量。目前,利用代谢组学预测卵母细胞质量成为繁殖生物学研究的热点,但主要集中在葡萄糖、氨基酸代谢研究。动物卵母细胞含有大量的内源脂肪酸,但目前关于卵母细胞脂肪酸的代谢作用研究较少,而且脂肪酸还作为信号分子调控基因表达,同时也是生物膜的重要组成成分。基于此,该文综述了卵母细胞脂肪酸主要种类及来源、脂肪酸的生理作用及对卵母细胞成熟和发育的影响,为未来科学合理地调控卵母细胞脂肪酸组成和利用、促进卵母细胞成熟和发育,进而提高动物繁殖能力提供理论基础。     

三带喙库蚊生殖滞育与其体内脂肪酸变化的关系

本文报道1986年—1988年用气相色谱法对不同生殖状态与不同季节采自上海等地野外的三带喙库蚊Culex tritaeniorhynchus脂肪酸组分及其变化的分析结果.经研究发现雌蚊体内有23—43种脂肪酸,其中棕榈油酸、棕榈酸、油酸及硬脂酸为主要组分,其次为亚油酸、豆蔻酸及花生酸等.不同生殖状态蚊间豆蔻酸与油酸及硬脂酸等具有一定的差异.野外蚊体内脂肪酸组分比实验室蚊少,不同季节的野外蚊体脂肪酸具有明显变化.另外,两种提取脂肪酸的方法比较表明,酸水解法有利于提取长链脂肪酸,碱水解法则有利于提取短链脂肪酸.     

脂肪酸脱饱和的应用进展

脂肪酸脱饱和是由脂肪酸脱饱和酶所催化的不饱和脂肪酸合成途径的关键步骤。脂肪酸脱饱和酶分为脂酰CoA脱饱和酶、脂酰ACP脱饱和酶和脂酰脂脱饱和酶等三类。近年来脂肪酸脱饱和遗传操作在植物抗寒育种、植物油基因工程、食品工程、微生物发酵工程和植物抗害育种等方面的应用研究均取得了相当进展。