脂肪酸延长酶缺陷对酵母细胞脂质代谢及油酸胁迫响应的影响

生物医学证据表明,过量的油脂特别是脂肪酸(fatty acids,FA)在非脂肪组织累积会引起脂代谢障碍,引起细胞功能紊乱或坏死。脂肪酸延长酶家族参与脂肪酸代谢,具有真核生物的高度保守性,且与膜脂的代谢密切相关。但脂肪酸延长酶与细胞脂毒效应的关系并不清楚。该文利用模式生物酿酒酵母在脂类代谢研究中性状易于表征、遗传操作便利的优势,通过对比脂肪酸延长酶缺陷型elo1Δ、elo2Δ和elo3Δ与野生型酵母(wild-type,WT)对不同脂肪酸胁迫的响应,发现极长链脂肪酸延长酶基因ELO2和ELO3缺陷后对油酸(oleic acid,OLA)高度敏感;细胞脂滴及中性脂质的代谢对维持细胞脂类平衡起关键作用。研究结果显示,长链脂肪酸的合成缺陷或油酸处理均促进细胞脂滴的形成,同时显著提高细胞中性油脂(TAG)和甾醇酯(SE)合成;采用气相色谱–质谱联用技术分析脂肪酸组成,结果显示,ELO3缺陷,C_(26)脂肪酸基本检测不到,而C_(20)与C_(22)脂肪酸会累积;ELO2缺失后,C_(26)脂肪酸的含量也明显降低。而油酸的处理会增加BY4741胞内总的极长链脂肪酸的比例;elo2Δ和elo3Δ的不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例增大;相反,过表达脂肪酸延长酶基因,与野生型菌株相比能显著降低细胞油酸的含量。模式生物脂肪酸延长酶对细胞脂质代谢及油酸胁迫响应的研究,为医学脂代谢障碍及细胞脂毒效应研究提供了基础数据。     

治疗代谢性疾病新的靶分子——脂肪酸结合蛋白aP2

脂质和脂质信号通路在整合代谢和炎症反应的过程中具有重要作用,继而影响慢性代谢性疾病,包括2型糖尿病、脂肪肝和动脉粥样硬化的发病过程。但是,其具体作用和调节机制并不清楚。脂肪酸结合蛋白是一个分子量在14~15kD、对饱和和不饱和长链脂肪酸等具有很强亲和力的蛋白质家族。     

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。     

Adipophilin在不同组织和器官中的功能

Adipophilin（ADFP）是一种脂滴周围主要的相关蛋白,它大量分布在脂质蓄积正常或不正常的细胞中,是脂质蓄积的一个特异性标记物。它在脂肪细胞分化早期就有很高的表达,但当脂肪细胞成熟后,它的表达就明显减少。ADFP在很多组织器官中都发挥重要作用,它不仅参与脂肪细胞的脂质代谢、脂滴的形成及肝内三酰甘油（TO）的合成与代谢,还能促进巨噬细胞、平滑肌细胞的泡沫化,长链脂肪酸的摄取,乳汁的分泌等。ADFP的表达异常与动脉粥样硬化、胰岛素抵抗和肿瘤等病理过程密切相关。     

运动、肠道菌群代谢物——短链脂肪酸与骨骼肌代谢调控

寄生于人体的肠道菌群是一个高度动态化和个体化的复杂生态系统,受遗传、环境、饮食、年龄和运动等因素的影响,并通过其产生的代谢物与机体众多组织器官产生广泛的应答效应。短链脂肪酸(short chain fatty acid, SCFA)主要是由位于盲肠和结肠内的菌群以膳食纤维为底物发酵产生,其被吸收进入肠系膜上下静脉,随后汇入门静脉至肝。部分短链脂肪酸被肝作为糖异生和脂质合成的底物,剩余的短链脂肪酸以游离脂肪酸的形式经肝静脉进入外周循环。研究发现,运动可使产生SCFA的肠道菌群组分的丰度提高和参与调控SCFA生成的相关基因表达增加,使肠道中短链脂肪酸含量增加。由短链脂肪酸刺激结肠内分泌细胞合成分泌的胰高血糖素样肽1(glucagon like peptide-1, GLP-1)可促使胰岛B细胞合成分泌胰岛素,进而调节骨骼肌的葡萄糖摄取与糖原合成。此外,短链脂肪酸通过提高骨骼肌胰岛素受体底物1(insulin receptor substrate 1,IRS1)基因转录起始位点附近的组蛋白乙酰化水平,增强骨骼肌的胰岛素敏感性。同时,短链脂肪酸通过激活腺苷酸活化蛋白质激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)促进骨骼肌的脂肪酸摄取、脂肪分解和线粒体生物发生,抑制脂肪合成。本文就肠道菌群代谢物——短链脂肪酸概述、运动对产生短链脂肪酸的肠道菌群的影响和运动介导肠道菌群代谢物——短链脂肪酸对骨骼肌代谢调控机制的最新研究进展进行综述,为骨骼肌运动适应的新机制研究提供理论依据。     

《神经科学期刊》：研究者发现智力发育迟滞新机制

酯酰辅酶A合成酶长链家族成员4（ACSL4）是脂代谢中一个重要的酶,它催化长链脂肪酸和辅酶A反应生成酯酰辅酶A。这个步骤使长链脂肪酸活化而进入脂类合成和能量代谢。因此,     

CD36调控脂质代谢作用及机制

脂质代谢是机体的重要代谢过程,其紊乱会导致众多疾病的发生。人类白细胞分化抗原36(cluster of differentiation 36,CD36)是一种在单核细胞、巨噬细胞、平滑肌细胞以及脂肪细胞高度表达的清道夫受体,是识别氧化低密度脂蛋白及长链脂肪酸的主要受体和转运蛋白,在脂质代谢过程中发挥着重要作用。本文综述了CD36基因及蛋白的结构和生理功能,阐述了清道夫受体CD36在脂质代谢过程中发挥的作用,并系统地总结了其级联AMPK、mTOR和MAPK信号通路参与脂质代谢过程的分子机制,为相关生物学研究提供了理论基础。     

固醇调节元件结合蛋白与脂质代谢

固醇调节元件结合蛋白(sterol regulatory element-binding proteins,SREBPs)是脊椎动物细胞脂质稳态的转录调节物,可直接激活多个参与胆固醇、脂肪酸、甘油三酯、磷脂合成和摄取,以及辅助因子NADPH等基因的表达,从而调控胆固醇及脂肪酸等脂类的代谢过程。本文综述了SREBPs转运和活化的过程,以及调节细胞脂质稳态功能的分子机制,并探讨了其在脂代谢紊乱相关疾病发生中的重要作用。     

华根霉胞内脂肪酶同功酶酶学性质研究

华根霉(Rhizopus chinensis CCTCCM201021)细胞破碎液经硫酸铵分级盐析、Phenyl-Sepharose FF疏水层析、DEAE-Sepharose FF离子交换层析和Sephadex G100凝胶层析得到两种脂肪酶同功酶:Lip1和Lip2。SDS-PAGE显示其亚基分子量分别为59.2kD和39.4kD。Lip1和Lip2的最适反应pH和最适反应温度相近,分别为8.0、8.5和40℃、35℃。但底物专一性差异明显:Lip1对pNP脂肪酸酯的长链脂肪酸有较高的专一性,Lip2对pNP脂肪酸酯的短链脂肪酸专一性较好;Lip1对三油酸甘油酯表现1,3-位置特异性,而Lip2没有位置选择性。1mmol/L的Ca2 、Mg2 对Lip1、Lip2有较好的激活作用;SDS强烈抑制酶活力。Lip1、Lip2在环己烷、正己烷、正庚烷和异辛烷(30%V/V)中稳定性良好。     

长链/极长链饱和脂肪酸与阿尔茨海默病

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是老年人常见的神经系统退行性疾病,病因复杂。近年研究发现, AD患者脑中有长链/极长链饱和脂肪酸沉积,且富含饱和脂肪酸的饮食会增加AD的发病风险;将长链/极长链饱和脂肪酸直接给予神经细胞,能够增加细胞中AD特征性分子β-淀粉样蛋白(β-amyloid protein, Aβ)的水平。这些结果都提示,长链/极长链饱和脂肪酸与AD的发生发展密切相关。本文综述了长链/极长链饱和脂肪酸与AD的关系及其在Aβ生成和聚集中的作用,重点阐述了这些脂肪酸导致Aβ生成的分子机制,以加深对AD病因和发病机制的认识。     

脂酰辅酶A长链合成酶3及其相关疾病

脂滴(lipid droplets)是细胞内脂质贮存和调节细胞脂质稳态的重要细胞器,其表面具有多种脂滴相关蛋白质。长链酰基辅酶A合成酶家族的成员脂酰辅酶A长链合成酶3(acyl CoA long chain synthetase 3,ACSL3)即脂滴相关蛋白质的一种,也是生物合成过程中必需的酶之一。ACSL3广泛分布于大多数细胞中的脂滴表面,其在脂滴的合成、自噬的调节和细胞铁死亡等多种病理生理过程中发挥着不同的作用。此外,多项研究表明,ACSL3还广泛参与到多种疾病的发生发展,包括动脉粥样硬化、非酒精性脂肪肝病、糖尿病和肿瘤等。当前,国内对ACSL3的研究相对集中于ACSL3与动物育种和生长的关系,而对ACSL3在脂质代谢中的作用机制及其与疾病的关系鲜有报道。本文基于国内外对ACSL3的研究,对该基因的结构、在细胞脂代谢中的作用机制及其相关疾病进行归纳,进一步探究ACSL3在脂滴的合成、自噬、铁死亡过程中的作用,为防治动脉粥样硬化、非酒精性脂肪肝病、糖尿病(glucose)等多种ACSL3相关疾病提供新的理论依据。     

水生动物脂肪酸延长酶基因研究进展

多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFAs)对人类具有重要的生理作用,但由于人类缺乏从头合成这些脂肪酸的能力,而必须从食物中获得,鱼类等水生动物中二十碳五烯酸(20:5n-3,EPA)和二十二碳六烯酸(22:6n-3,DHA)等多不饱和脂肪酸含量丰富,从而使得鱼类等水生动物成为人们获得PUFAs的主要途径。鱼类等水生动物体内PUFAs的合成是在一系列去饱和酶和延长酶的作用下实现的,其中长链脂肪酸延长酶是合成PUFAs必不可少的一类关键酶。本研究总结了水生动物长链多不饱和脂肪酸合成的过程,综述了水生动物中脂肪酸延长酶基因的研究进展和未来的发展方向。     

游离脂肪酸受体的结构、分布及功能

游离脂肪酸的生理功能及其与某些疾病的相关性长期以来受到人们的关注。由于特异性膜受体一直未被发现．关于其分子机制的认识无法深入。最近的研究表明,长链脂肪酸是孤儿型G蛋白偶联受体GPR40的配基．而短链脂肪酸则是孤儿型G蛋白偶联受体GPR4l和GPR43的配基。体外实验显示,长链脂肪酸通过GPR40增强胰岛B细胞的分泌功能;短链脂肪酸经GPR41刺激脂肪细胞中瘦蛋白(1eptin)的产生。GPR43在白细胞活化过程中发挥一定的作用。作为潜在的药物作用靶点,游离脂肪酸特异性受体为寻找治疗代谢性疾病的新手段指明了的方向。     

克隆与脂肪醇合成有关的基因

美国 Calgene 公司(加利福尼亚州 Davis)从克隆了在植物的脂肪醇合成时起重要作用的还原酶基因。是生长在美国西南部的沙漠地带的植物。生产由称为油的脂肪醇和脂肪酸酯构成的长链脂质蜡。油作为化妆品等的配合成分非常引人注目,但价格高是其难点。Calgene 公司除克     

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.     

乙型肝炎病毒表面抗原对细胞脂质合成作用的研究

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)合成的蛋白调节细胞脂质代谢的研究不断被报道,但乙型肝炎病毒表面抗原(hepatitis B virus surface antigen,HBsAg)与脂质代谢的相互调控研究较少,且机制尚不明确。本研究通过对细胞转录组学的分析,揭示HBsAg对脂质代谢的调控机制。选用稳定表达HBsAg的细胞系HepG2-S-G2与其对照细胞系HepG2-neo-F4进行转录组学分析。利用定量聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)、蛋白质印迹法(Western blot,WB)分别检测重要差异基因OXCT1和CYP4F3在mRNA水平和蛋白水平的表达差异。为验证HBsAg促进脂质合成上调的表型,对两种细胞系进行油红O染色并检测细胞脂肪酸、总胆固醇水平。进一步对稳定转染HBV的细胞系HepG2.2.15进行降脂处理,以观察细胞上清液中HBsAg与脂质合成之间是否存在相互调控。结果显示,参与脂质代谢的差异基因发生显著变化,提示HBsAg引起了宿主细胞脂质合成途径的上调和消耗途径下调。定量PCR结果显示,相对于HepG2-neo-F4细胞,HepG2-S-G2细胞的3-酮酸辅酶A转移酶1(3-oxoacid CoA-transferase 1,OXCT1)mRNA水平升高约9倍,与转录组测序结果基本一致;CYP4F3基因在HepG2-S-G2细胞中转录相对下调。 WB结果显示,OXCT1和CYP4F3蛋白表达均出现相应的显著上调或下调,并且趋势与转录组分析一致。油红O染色以及细胞脂肪酸、总胆固醇水平检测结果证实HepG2-S-G2细胞中脂滴更明显,且游离脂肪酸和总胆固醇均显著升高。降脂处理结果显示细胞上清液中HBsAg显著降低。上述结果表明,HBsAg可上调脂质代谢、促进脂质合成,提示降脂可能成为抑制HBsAg的潜在有效途径。     

中链脂肪酸受体GPR84对小鼠糖脂代谢的影响

目前,全球肥胖及肥胖引发的并发症如2型糖尿病、心血管疾病等患病率呈上升趋势,并逐渐成为一个重大的公共卫生问题.与肥胖相关疾病的发病机制是由多种因素共同作用的结果,游离脂肪酸受体在其中就扮演着重要角色.G蛋白偶联受体84(GPR84)是中链脂肪酸(C9-C14)受体,其在糖脂代谢方面的功能尚不清楚.因此,探究中链脂肪酸受体GPR84在小鼠糖脂代谢方面的作用,具有重要意义.本文利用高脂饲料在GPR84野生型(WT)和基因敲除型(GPR84~(-/-))小鼠中诱导肥胖模型.研究发现,在常规饲料(normal chow,NC)喂养组和高脂饲料(high-fat diet,HFD)喂养组,与WT小鼠相比,GPR84~(-/-)小鼠在体重、摄食量、葡萄糖耐量、胰岛素敏感性、空腹血糖值、血清中胰岛素含量、组织器官重量、脂质合成与脂肪酸氧化、白色脂肪形成方面无显著性差异;在血脂水平,GPR84~(-/-)小鼠与WT小鼠相比,甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇无显著性差异;但是在高脂饲料喂养组,GPR84~(-/-)小鼠总胆固醇浓度显著性降低.同时,我们发现,在HFD组,与WT小鼠相比,GPR84~(-/-)小鼠肝脏中B类Ⅰ型清道夫受体表达显著上调.综上所述,中链脂肪酸受体GPR84在高脂诱导的肥胖模型中不影响小鼠糖脂代谢,但可能在由高胆固醇引起的高胆固醇血症发挥一定的功能.     

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…     

天蓝色链霉菌中长链3-酮脂酰ACP合成酶的功能

【背景】链霉菌属于放线菌科,在土壤环境中广泛分布。链霉菌具有复杂的形态分化和多样性的次生代谢网络,能产生大量具有生物活性的次级代谢产物,被广泛深入研究。【目的】天蓝色链霉菌是链霉菌的模式菌株,其脂肪酸合成代谢与次级代谢联系紧密,但目前脂肪酸合成代谢途径还不清楚,其长链3-酮脂酰ACP合成酶还未见报道。【方法】利用大肠杆菌FabF序列进行同源比对,发现天蓝色链霉菌A3(2)的基因组中,SCO2390(ScoFabF1)、SCO1266(ScoFabF2)、SCO0548(ScoFabF3)和SCO5886 (ScoRedR)具有较高的相似性,并具有保守的Cys-His-His催化活性中心,可能具有长链3-酮脂酰ACP合成酶活性。采用PCR扩增方法分别获得以上基因,连入表达载体pBAD24M后分别互补大肠杆菌fabB(ts)突变株和fabB(ts)fabF双突变株,并检测转化子的生长情况。以上基因与pET-28b连接后,在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,并利用Ni-NTA纯化获得蛋白,体外测定其催化活性。将以上基因分别互补大肠杆菌fabF突变株后,GC-MS测定互补株的脂肪酸组成。【结果】4个同源基因中,只有ScofabF1能恢复fabB(ts)fabF双突变株42°C时在添加油酸条件下的生长,其他3个基因均不能恢复生长。而这4个基因都不能恢复fabB(ts)突变株42°C时生长。体外活性测定ScoFabF1具有长链3-酮脂酰ACP合成酶活性,其他3个蛋白都不具有该活性。仅ScofabF1能显著提高大肠杆菌fabF突变株的顺-11-十八碳烯酸(C18:1)比例,其他3个基因都不具有该功能。【结论】天蓝色链霉菌中ScofabF1编码长链3-酮脂酰ACP合成酶II,在脂肪酸利用过程中发挥重要作用。天蓝色链霉菌中没有发现编码长链3-酮脂酰ACP合成酶I的基因,其可能通过其他途径合成少量的不饱和脂肪酸。以上研究结果为进一步研究天蓝色链霉菌中脂肪酸合成机制奠定了基础。     

酿酒酵母酚类抑制物耐受性脂质组学研究

通过脂质组学分析方法从细胞膜磷脂分布方面探究适应进化酿酒酵母酚酸耐受性机制。主要利用高效液相色谱-质谱(LC-MS)对酚酸胁迫下适应进化菌株和原始菌株脂质成分检测并进行统计学比较分析。检测出565种脂质代谢物,包含细胞膜磷脂185种。相比初始菌株,适应进化菌株细胞膜中磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)和磷脂酰肌醇(PI)类磷脂分子相对含量增加,含有长链(C32-C36)和双不饱和脂酰链的磷脂分子含量增加。统计学分析表明显著性差异磷脂分子主要为含有长链不饱和脂酰链的PC和PE类磷脂分子。推测适应进化菌株通过膜磷脂重塑提高细胞膜完整性,对酚类抑制物起到选择性屏障作用,从而保持细胞活性。