取代短链脂肪酸对秀丽隐杆线虫的抗氧化作用

短链脂肪酸(short chain fatty acids, SCFAs)是碳原子数为1～6的有机脂肪酸,不但可以作为生物体内能源物质,而且还具有抗炎、影响肠道菌群代谢和预防早发1型糖尿病等重要作用。然而,目前多数是对传统短链脂肪酸的生物学作用进行研究,对取代短链脂肪酸(short branched-chain fatty acids, SBCFAs)的相关研究甚少。本研究以秀丽隐杆线虫为模式动物,系统探究SBCFAs的抗氧化生物活性作用。采用胡桃醌氧化应激模型,在体内评价SBCFAs对秀丽隐杆线虫生存能力的影响,并通过体外抗氧化及H_2DCFDA荧光染色实验,进一步评价SBCFAs清除活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)的能力。本研究证实,在氧化应激研究中,传统脂肪酸不能延长秀丽隐杆线虫的存活时间,而2′-甲基取代短链脂肪酸(n=4-6)具有显著的抗氧化作用。体外抗氧化实验表明,2′-甲基取代短链脂肪酸(n=4-6)不具有体外直接清除ROS的能力,但是H_2DCFDA荧光染色实验显示2′-甲基丁酸能够显著降低线虫体内的ROS水平,表明2′-甲基丁酸通过降低体内ROS水平,从而增强秀丽隐杆线虫的抗氧化应激能力。本研究提示,传统短链脂肪酸不具有抗氧化作用;2′-甲基取代短链脂肪酸(n=4-6)能显著增强秀丽隐杆线虫的抗氧化能力;甲基取代位置和取代烷基长度对短支链脂肪酸的抗氧化作用至关重要,其作用机制需进一步研究。     

鱼油廿碳五烯酸和廿二碳六烯酸的生物效应与作用机理

鱼油廿碳五烯酸(EPA)和廿二碳六烯酸(DHA)同属ω-3型脂肪酸,其结构特点为长碳链,含多个不饱和键,其降血脂效应远大于含ω-6型脂肪酸的植物油,对胶原及 ADP 诱发的血小板聚集有显著抑制作用;亦有扩张血管、降低血液粘滞度等效应,因而对高脂血症及冠心病有良好的防治作用。新近发现富含EPA+DHA 鱼油对致癌剂诱发的大鼠乳腺癌有明显的抑制作用。     

海洋微藻脂肪酸去饱和酶

海洋微藻中富含多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA),在部分微藻中ω3 PUFA的量可达其总脂肪酸的30%～50%。而且微藻油具有鱼油所不可比拟的健康优势,也是唯一得到美国食品与药物管理局(FDA)认可的儿童DHA(二十二碳六烯酸)补充剂来源。由于用培养微藻来提取、纯化PUFA受到现有生产工艺的限制,使微藻油在国际食品(尤其是高质量食品)及保健品市场上供不应求。微藻脂肪酸去饱和酶(fatty aciddesaturase,FAD)是微藻PUFA合成的关键酶类,所以对微藻FAD的深入研究无疑将促进PUFA资源的合理开发和利用。     

△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.     

不同发育阶段尖头斜齿鲨肝油脂酸组成的变化

采用气相色谱仪分析测定了不同发育阶段尖头斜齿鲨肝油的脂肪酸组成与含量。在尖头斜齿鲨肝油总脂肪酸组成中 ,饱和脂肪酸占 15 3%～ 34 6 % ,单不饱和脂肪酸占 13 8%～ 2 5 6 % ,多不饱和脂肪酸 (PUFA)占 38 8%～ 6 8 1%。其中 ,最主要的脂肪酸为 16 :0 ,18:0 ,18:1ω9,2 0 :4ω6和 2 2 :6ω3。尖头斜齿鲨肝油脂肪酸组成与个体的发育状况关系密切。雄性尖头斜齿鲨 ,胚胎阶段肝油的脂肪酸主要由16 :0、 16 :1和 18:1(ω9+ω7)组成 ,2 2 :6ω3的含量很低 (3 8± 1 34 ,n =3) ;雄性幼鱼肝油 2 2 :6ω3的含量较胚胎阶段有了显著的提高 (2 7 1± 2 47,n =3) (P <0 0 5 ) ;性成熟个体肝油 2 2 :6ω3的含量达到最高值 (5 1 0± 7 42 ,n =5 ) ,退化期 2 2 :6ω3的含量明显降低 (34 4± 2 40 ,n =3)。雌性尖头斜齿鲨肝油 2 2 :6ω3的含量随着性腺的发育而逐渐增加 ,妊娠早期达到最高值 (49 7± 4 0 4,n =5 ) ,显著高于未成熟期个体 (2 5 7± 0 6 4,n =3)和卵巢发育期个体 (33 3± 3 46 ,n =4) ,妊娠结束期肝油 2 2 :6ω3的含量显著下降 (2 5 6± 8 0 8,n =3) ,提示 2 2 :6ω3在尖头斜齿鲨胚胎的生长发育中可能起了重要作用。     

植物脂肪酸去饱和酶及其编码基因研究进展

脂肪酸去饱和酶是催化脂肪酸链特定位置形成双键和产生不饱和脂肪酸的酶类。植物脂肪酸去饱和酶主要有5种(FAD2、FAD3、FAD6、FAD7和FAD8), 可分为ω-3型 (FAD2、FAD6)和ω-6型(FAD3、FAD7、FAD8)两大类。其编码基因(FAD2、FAD3、FAD6、FAD7和FAD8)在植物中一般有多个拷贝。同种基因在不同植物中拷贝数不同, 同一植物中相同基因的不同拷贝间在序列特征、表达调控和功能等方面也存在显著差异。本文根据国内外对脂肪酸去饱和酶基因及编码产物的研究现状, 分别从它们的分类、拷贝数、结构、作用机制、表达调控等方面的研究进展进行了详细的分类阐述。     

红花ω3脂肪酸脱氢酶基因的分离及结构分析

采用RT-PCR和RACE(rapid amplification of cDNA ends)技术,从红花叶片中分离到2个质体类ω3脂肪酸脱氢酶基因(CtFAD7和CtFAD8)的全长cDNA和1个微体类ω3脂肪酸脱氢酶基因(CtFAD3)的部分序列,均已提交至GenBank中。CtFAD7和CtFAD8与其他植物的质体类ω3脂肪酸脱氢酶的相似性分别为61-79 %, 63-78 %。而CtFAD3与其他植物微体类ω3脂肪酸脱氢酶的同源性较高,为60-93 %。氨基酸序列分析表明红花CtFAD3,CtFAD7和CtFAD8均含有3个富含组氨酸的保守结构域,分别为HDCGH,HXXXXXHRTHH 和HVIHH,其中CtFAD7和CtFAD8的 N-端分别含有56 和27 个氨基酸残基的质体信号肽序列。疏水性和跨膜分析表明,红花ω3脂肪酸脱氢酶氨基酸序列均包含4个疏水区域,分别跨膜1-3次。蛋白质二级结构预测结果表明,3个ω3脂肪酸脱氢酶蛋白主要由α螺旋和β折叠组成。通过对CtFAD7和CtFAD8的cDNA和DNA序列比较发现,2个基因的DNA序列中均包含有7个内含子,8个外显子。各内含子在物种间则表现出丰富的多态性,序列和长度大小均各不相同;而从第2# 到7# 外显子的长度和序列相似性在物种间非常保守。比较各内含子的位置可以发现,在内含子出现的位置,均为该基因的保守区。因此,推测ω3脂肪酸脱氢酶基因的内含子对于保证基因在物种进化过程中功能的保守性起着关键作用。     

ω-3多不饱和脂肪酸和三羟异黄酮孕期营养干预对子代大鼠乳腺癌PCNA、ER、BRCA1表达的影响

目的:探讨ω-3多不饱和脂肪酸和三羟异黄酮孕期营养干预对子代大鼠乳腺癌增殖细胞核抗原(PCNA)、雌激素受体(ER)、乳腺癌易感基因1(BRCA1)表达的影响.方法:怀孕大鼠随机分为正常对照组、ω-3多不饱和脂肪酸组、三羟异黄酮低剂量组、三羟异黄酮高剂量组、ω-3多不饱和脂肪酸和三羟异黄酮混合组.选用其雌性子代进行甲基亚硝基脲(MNU)诱导乳腺癌.其中母体为正常对照的分别为子代的正常对照组(Con)和模型组(Mod),其余分组按照母体暴露情况进行划分,分别为ω-3多不饱和脂肪酸组(ω-3PUFA)、三羟异黄酮低剂量组(LGEN)、三羟异黄酮高剂量组(HGEN)、ω-3多不饱和脂肪酸和三羟异黄酮混合组(ω-3PUFA+GEN).观察其乳腺癌发生情况,同时采用RT-PCR和免疫组化检测正常乳腺组织和乳腺癌组织中PCNA、ER和BR-CA1的mRNA或蛋白表达水平.结果:ω-3多不饱和脂肪酸和三羟异黄酮孕期营养干预后可以减少雌性子代MNU诱导乳腺癌的发生,与Con组比较,Mod组乳腺癌组织中BRCA1和ER mRNA表达水平上调,PCNA、ER表达量增加.与Mod组比较,ω-3PUFA组、GEN组乳腺癌组织中BRCA1、ERmRNA及PCNA、ER表达量明显降低.结论:孕期暴露于ω-3PUFA和GEN可降低雌性子代MNU诱导乳腺癌的发生,并下调PCNA、ER和BRCA1的表达量.     

藻华发生过程中胶州湾水体颗粒有机物脂肪酸的组成与动态

胶州湾在2005年夏季发生了中肋骨条藻(Skeletonema costatum ( Grev.) Cleve)藻华,该优势种占细胞总量的比例在两个研究站位(C3站及A5站)分别达到59%和86%.对藻华发生过程中(7月,8月及9月份)的颗粒有机物进行了采样分析,测定了脂肪酸、叶绿素(Chl-a)和颗粒有机碳(POC)的浓度,分析了藻华发生过程中浮游植物和脂肪酸的组成特征,并通过标志脂肪酸对藻华发生过程中颗粒有机物组成的动态变化进行了分析.总脂肪酸浓度同叶绿素和颗粒有机碳浓度一样,在藻华发生期达到最高,两个采样站位(C3站及A5站)分别为29.0μg·L-1及185.5μg·L-1,比藻华发生前和消退后高2～3倍及20倍.胶州湾悬浮颗粒脂肪酸主要包括16:0,14:0,18:0等直链饱和脂肪酸(SSFA),16:1ω7、16:1ω5+ω9、18:1ω9,18:1ω7等单不饱和脂肪酸(MUFA)及以 20:5ω3(DHA)和22:6ω3(EPA)为主的多不饱和脂肪酸(PUFA)和以i-15:0及ai-15:0为主的支链饱和脂肪酸(BSFA).藻华期与发生前相比,脂肪酸中的不饱和组分(MUFA,PUFA)所占比例在两个取样站位均有提高.随着藻华的消退,藻华区域中心的A5 站的SSFA及BSFA比例有大幅提高,而在非藻华中心区域的C3站,不饱和脂肪酸尤其是ω3系列多不饱和脂肪酸(DHA, EPA等)比例的上升非常显著.藻华发生时浮游植物在颗粒有机物中的比重提高.藻华消退后,A5站颗粒有机物中碎屑有机物及细菌所占比重提高,而C3站颗粒有机物中浮游植物的比重仍然很高.浮游植物大量死亡是A5站藻华消退的主要形式,而C3站藻华的消退则可能与浮游动物的摄食有关.     

利用PiggyBac转座子系统构建表达Δ15 Des酶活性的转基因小鼠

必需脂肪酸为人体健康和生命所必需,但机体自身不能合成,研究表明ω-3族脂肪酸对人体的生理功能有更加积极的影响。哺乳动物体内缺乏ω-3去饱和酶的基因,来自线虫Caenorhabditis elegans的Δ15-脂肪酸去饱和酶(Δ15Des)可以将体内ω-6多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFAs)转化为ω-3 PUFAs。利用PiggyBac转座子(PB)系统构建表达Δ15 Des酶活性的转基因小鼠可以在较短时间内繁育出稳定遗传的纯合子转基因小鼠,整合率高达35.1%。饲料中添加6%ω-6 PUFAs饲喂小鼠,通过气相色谱(gas chromatography, GC)检测小鼠体内脂肪酸的变化,荧光定量PCR(quantitative PCR,qPCR)和蛋白免疫印迹(Western blotting, WB)来检测Δ15 Des在小鼠体内的表达水平。从qPCR和GC结果分析,阳性小鼠的基因活性率为61.53%,与传统方法相比,Δ15 Des的转入效率及活性都显著提高,且纯合子比杂合子表达更高的活性,进一步验证了PiggyBac转座子系统高效...     

培养条件对头孢霉脂肪酸链长和ω-3脱饱和的影响

为了获得高产量的长链ω-3多不饱和脂肪酸,用十八碳脂肪酸和十六碳脂肪酸的比值考察碳链延长,用α-亚麻酸和亚油酸的比值考察ω-3脱饱和;探讨了八种因子对脂肪酸链长和ω-3脱饱和的影响。有利于碳链延长的条件为：麦芽糖10g/L、(NH4)2SO4 3g/L、起始pH为4.0、500mL三角瓶装50mL培养基、接种20%（V/V）、20℃培养6d。有利于ω-3脂肪酸生成的条件为：蔗糖30g/L、NH4Cl 3g/L、培养基起始pH为4.0、500mL三角瓶装50mL培养基、接种20%（V/V）、10℃培养10d。     

培养条件对头孢霉脂肪酸链长和ω-3脱饱和的影响*

为了获得高产量的长链ω-3多不饱和脂肪酸,用十八碳脂肪酸和十六碳脂肪酸的比值考察碳链延长,用α-亚麻酸和亚油酸的比值考察ω-3脱饱和;探讨了八种因子对脂肪酸链长和ω-3脱饱和的影响。有利于碳链延长的条件为：麦芽糖10g/L、(NH4)2SO4 3g/L、起始pH为4.0、500mL三角瓶装50mL培养基、接种20%（V/V）、20℃培养6d。有利于ω-3脂肪酸生成的条件为：蔗糖30g/L、NH4Cl 3g/L、培养基起始pH为4.0、500mL三角瓶装50mL培养基、接种20%（V/V）、10℃培养10d。     

超长链单不饱和脂肪酸的生物合成和代谢工程

超长链单不饱和脂肪酸(Very long chain monounsaturated fatty acid,VLCMFA)是指主碳链上碳原子数大于或等于20,有且只有一个不饱和双键的脂肪酸。VLCMFA较多的存在于各种油料植物及少数微藻中,目前发现的有鳕油酸(C20∶1)、芥酸(C22∶1)、神经酸(C24∶1)和西门木烯酸(C26∶1)。VLCMFA具有独特的工业用途和潜在药用保健功效。主要综述VLCMFA的生物合成和代谢工程研究进展,旨为应用开发提供参考。     

瓶鼻海豚肌肉组织营养组成特征分析

分析了2只瓶鼻海豚(Tursiops truncatus)肌肉组织的营养组成。分析部位包括胸腔内肌肉、背肌、腹肌和尾肌四个部分。分析结果表明,2只海豚腹肌和尾肌粗脂肪含量较其他部位高,蛋白质及灰分在肌肉组织中的分布规律不明显。海豚不同部位氨基酸组成具有极高的一致性,含量最高的氨基酸均为谷氨酸,最低的是胱氨酸,胸腔内肌肉和背肌中必需氨基酸含量较高,但不同部位必需氨基酸占总氨基酸的比例基本相当。海豚肌肉组织均存在棕榈酸(16:0)、棕榈油酸(16:1)、硬脂酸(18:0)、油酸(18:1)、EPA(20:5ω-3)及DHA(22:6ω-3)等脂肪酸,这些脂肪酸是动物及鱼油中典型的脂肪酸。饱和脂肪酸(SFA)的总量与单不饱和脂肪酸(MUFA)的总量相近且大于多不饱和脂肪酸(PUFA)的总量。不饱和脂肪酸中ω-3/ω-6的比值与其他海洋生物相比(通常高于4,有的高达50)明显偏低。海豚肌肉组织中富含Ca、Fe及Zn、Cu、Mn、Se等微量元素。     

“自我剪切”2A肽介导的Δ-12和ω-3脂肪酸脱氢酶以及过氧化氢酶在转基因小鼠肌肉表达研究

哺乳动物因为缺乏Δ-12和ω-3脂肪酸脱氢酶,不能自身合成必需的多不饱和脂肪酸．目前,通过转基因技术在哺乳动物体内表达ω-3脂肪酸脱氢酶,能将长链的n-6多不饱和脂肪酸转化成n-3多不饱和脂肪酸,造成体内长链的n-6多不饱和脂肪酸含量显著减低．本研究通过自我剪切2A肽介导Δ-12和ω-3脂肪酸脱氢酶(FAT-2和FAT-1)以及人过氧化氢酶(human catalase,hCAT)在小鼠的肌肉同时表达．结果表明,转基因小鼠肌肉中长链n-3多不饱和脂肪酸含量提高2.6倍,长链n-6多不饱和脂肪酸含量没有显著变化,而n-6/n-3比例显著降低(P < 0.01)．同时蛋白质印迹检测到人过氧化氢酶hCAT在小鼠的肌肉组织中表达,且过氧化氢酶活性比野生型小鼠显著提高(P < 0.01)．     

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。     

哺乳动物细胞多不饱和脂肪酸合成酶系的重建将亚油酸代谢转变为二十二碳六烯酸

二十二碳六烯酸(DHA,22:6n-3)是一种长度为22个碳原子且含有6个双键的ω-3系多不饱和脂肪酸,在人体中具有重要生物学功能。人体及其他哺乳动物体内只能合成少量的DHA,更多的需求必须从食物中获取。然而,DHA的天然资源(主要是深海鱼类等海洋产品)日趋枯竭,开发新型资源以满足不断扩大的市场需求势在必行。本研究利用转基因技术,在哺乳动物细胞中使Δ6和Δ5脂肪酸去饱和酶以及Δ6和Δ5脂肪酸延长酶超表达,同时表达来源于秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans的Δ15去饱和酶和小眼虫Euglena gracilis的Δ4去饱和酶,结果表明,这6种酶的表达或超表达能将ω-6系的亚油酸(LA,18:2n-6)有效地转化为DHA(22:6n-3),后者的含量从对照组的16.74%提高到实验组的25.3%。本研究的策略及技术路线为将来利用遗传改造的哺乳动物生产珍稀的DHA(22:6n-3)等长链多不饱和脂肪酸产品提供了重要的启示。     

由细菌产生的新型生物高分子材料——具新型结构的聚羟基脂肪酸酯PHAs简介

许多微生物能产生聚－β－羟基丁酸酯（PHB）,与淀粉一样作为细胞内的能量和碳源储存物。另外在一定条件下,细菌还可积累具不同结构的单体的共聚松。由荧光假单胞菌Pseudomonas积累的PHAs的结构单元可以是多种多样的。碳链长度可在6－14之间,可由各种饱和的和不饱和的3－羟基脂肪酸组成的。P．oleovorans以正烷烃、正烷基酯或正烷醇为基质,得到的PHAs是以结构单元长度与基质相同的3－羟基脂肪酯为主要组成部分的无视共聚物。含有高达九个碳原子测链的PHAs已可由P.oleovorans利用正烷烃和脂肪酸来合成。P.oleovorans利用1－烯烃或烯酸可合成倒链具不饱和健的聚－β－羟基烷烯酯。通过改变基质中正坡泛与1－烯径的比例,PHAs的不饱和度可由0增加到50％。当以1－辛烯和1－癸烯为碳源时,所得的聚酯主要由β－羟基脂肪酯组成,而链端则是不饱和的β－羟基烷烯酯,侧链可由丙基变化到庚基。最近的研究表明,在生物合成过程中还可在PHAs的侧基上引入部分含Br、Cl、CN的苯基的官能团,或在PHAs合成过程中,可进行β－氧化形成含3－羟酰基的中间产物和再次对脂肪酸进行生物合成。P．oleovorans的这种可将官能团引入聚合物分子链中的特征．为聚合物进行剪裁提供了可能性。     

ω-3 多不饱和脂肪酸对肿瘤细胞Rho GTP 酶翻译后修饰的影响

目的:观察ω-3多不饱和脂肪酸(ω-3 Polyunsaturated fatty acid,ω-3 PUFA)对人前列腺癌PC-3细胞和乳腺癌MDA-MB-231细胞Rho蛋白翻译后修饰的影响。方法:60μmol/L的二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(docosahex-aenoic acid,DHA)处理PC-3和MDA-MB-231细胞24h后,检测EPA和DHA对法尼基蛋白转移酶活性的影响,对Rho蛋白的法尼基化修饰的影响,对Rho蛋白与GTP结合能力的影响。结果:EPA及DHA均能显著下调PC-3和MDA-MB-231细胞法尼基蛋白转移酶活性(P<0.01),抑制Rho蛋白(RhoA、Rac1、Rac2和Cdc42)的法尼基化修饰(P<0.01),并降低PC-3细胞Rho蛋白(RhoA、Rac1和Cdc42)与GTP的结合能力(P<0.05)。结论:ω-3 PUFA可能通过抑制肿瘤细胞Rho蛋白翻译后修饰,而影响肿瘤细胞的生物学特性。     

Candida cloacae长链脂肪酸醇氧化酶基因的克隆与表达

Ｃａｎｄｉｄａｃｌｏａｃａｅ是利用链烃和长链脂肪酸作为碳源来生长的一种工业酵母 .长链脂肪酸在单加氧酶作用下 ,使远离羧基的甲基羟化 ,生成ω 羟脂肪酸 .后者在生物体中通过两条连续的氧化通路进行氧化 (ω氧化通路和 β氧化通路 ) .醇氧化酶是ω氧化通路中的重要组成酶 ,它可以催化链烃或长链脂肪酸分子中的羟基氧化为醛基 ,后者再经其它酶氧化为羧基 .长链脂肪酸通过ω氧化通路生成二羧基化合物 ,它可作为重要的化工原料 ,广泛应用于香料、多聚酰胺、多聚酯、胶类和环内酯抗生素的生成[1] .ω氧化通路中产生的羧基化合物再经 β 氧…