大豆二酰甘油酰基转移酶基因GmDGAT1A启动子的克隆与功能分析

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是催化三酰甘油生物合成的关键酶,在三酰甘油的合成和积累过程中具有重要调控作用。为了研究大豆DGAT基因表达调控的分子机制,以大豆品种科丰1号为材料,通过PCR方法对GmDGAT1A的启动子(promoter-GmDGAT1A,pGmDGATIA)进行克隆,并通过转化拟南芥和GUS组织定位研究其功能。结果表明:以大豆叶片DNA为模板,成功克隆到GmDGAT1A基因ATG上游2192 bp启动子序列。序列分析表明,pGmDGAT1A除具有启动子所必需的TATA-box和CAAT-box等基本顺式作用元件外,还含有多个响应于光、赤霉素和脱落酸等顺式作用元件。以GUS为报告基因,成功构建了植物表达载体pCAMBIA1381Z-pGmDGAT1A,并转化野生型拟南芥获得转基因植株。对转基因拟南芥植株进行PCR检测,能扩增到2192 bp目标条带,表明已获得含有pGmDGAT1A的转基因拟南芥阳性植株。GUS组织化学染色结果显示,转基因拟南芥幼苗的叶脉和根染色较深,但是主根和侧根的根尖部分未染色;成熟期转基因拟南芥植株的根、叶脉以及角果内的隔膜和珠柄染色较深,茎和发育的种子未染色,表明pGmDGAT1A驱动的GUS主要在转基因拟南芥的根、叶脉以及角果内的隔膜和珠柄中表达。综上,克隆的大豆GmDGAT1A启动子具有活性,能够驱动下游目标基因的表达,有望应用于转基因育种。

中国西门塔尔牛DGAT1和DGAT2基因组织表达谱及其在脂肪组织中的表达与背膘厚的关联分析

为探讨二脂酰甘油酰基转移酶1和2基因(DGAT1和DGAT2)发育性表达特点及其与背膘厚的关系,采用137头肉用中国西门塔尔牛,屠宰并采集组织样品,根据胴体背膘厚度分成高、低2组,每组各选择15个个体,利用荧光定量PCR技术,对DGAT1和DGAT2基因在组织中的表达特征及其在不同个体背膘组织中的表达水平进行分析。研究发现,在睾丸、肾脏、肋间肉、心脏、胰脏、背膘、肩肉、肝脏、网脂、肠脂、脾脏、肺、眼肉和淋巴等多种组织中均有不同程度的表达,DGAT1和DGAT2在不同组之间的表达差异显著(P<0.05),且与背膘厚度呈显著相关(P<0.05)。结果表明,DGAT1和DGAT2与肉牛背膘厚度显著相关(P<0.05),是影响肉牛肥育性状的候选基因。

金华猪DGAT1、DGAT2基因发育性表达特点及其与肌内脂肪的关联分析

二脂酰甘油酰基转移酶是催化甘油三酯合成最后一步反应的关键酶,包括DGAT1和DGAT2两种;阐明其在发育过程中的表达规律,对于找到控制猪脂肪沉积能力的基因十分必要。运用实时荧光定量RT-PCR的方法,对60,90,120日龄金华猪肝脏、皮脂和眼肉中DGAT的mRNA表达量进行了分析,同时分析了DGAT基因mRNA表达量与肌内脂肪的相关性。结果表明,金华猪DGAT1、DGAT2基因在不同日龄的表达差异均不显著(P>0.05);在肝脏、皮脂和眼肉中,DGAT1基因表达差异均极显著(P<0.01);皮脂与肝脏、眼肉的DGAT2基因表达差异均极显著(P<0.01),而肝脏与眼肉的DGAT2基因表达差异不显著(P>0.05);而且各日龄均是皮脂中DGAT1、DGAT2基因表达量最高,肝脏次之,眼肉中最低。提示DGAT2基因在猪脂肪沉积中发挥着比DGAT1更重要的作用。研究还发现,DGAT1和DGAT2基因表达量与肌内脂肪含量无显著意义的相关(P>0.05)。

哺乳动物DGAT基因及其生物学功能研究进展

二酰基甘油酰基转移酶(DGAT,EC2.3.1.20)是一种微粒体酶,与脂肪代谢、脂类在组织中的沉积有很大关系,它的主要作用机制是使二酰甘油加上脂肪酸酰基形成三酰甘油。DGAT在细胞甘油代谢中起根本性的作用,并在高等真核生物甘油三酯代谢途径如肠脂肪吸收、脂蛋白集合、脂肪形成和泌乳中发挥着重要的功能,提示DGAT不仅是调控甘油三酯与脂肪酸之间的关键因子,而且可能在动物脂肪沉积中起着关键的调控作用。

花生DGAT基因家族的生物信息学分析

含油量是花生最重要的品质性状之一。花生油的主要成分是三酰甘油(TAG),二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是催化合成TAG的关键酶类,其活性高低与含油量呈正相关。本研究利用生物信息学方法对花生DGAT(Ah DGAT)基因家族的进化、基因结构特点、表达模式以及可变剪接等进行了分析。进化分析结果显示,Ah DGAT1、Ah DGAT2和Ah DGAT3亲缘关系较近,与Ah WSD/DGAT的亲缘关系稍远。Ah DGAT1具有17~18个外显子,Ah DGAT2具有7~9个外显子,Ah DGAT3具有2~3个外显子,而Ah WSD/DGAT具有3~6个外显子。Ah DGAT1的跨膜区数目为7~11个,Ah DGAT2和Ah WSD/DGAT为0~2个,Ah DGAT3没有跨膜结构。另外,4个亚家族均具有自己特有的保守结构域和表达模式。Ah DGAT1和Ah DGAT2在种子中表达量较高,而Ah DGAT3和Ah WSD/DGAT在根和叶中的表达量较高。Ah DGAT1的可变剪接形式最多,其次为Ah WSD/DGAT。花生的4个Ah DGAT亚家族具有不同的特点,表明它们可能在进化中具有不同的祖先。

紫苏PfDGAT1酵母功能互补分析

[目的]本试验将已克隆的紫苏种子中高表达二酰甘油酰基转移酶(DGAT)基因 PfDGAT 1 转化至酿酒酵母突变型菌株H1246进行酵母互补功能验证,研究二酰甘油酰基转移酶是否具有催化油脂合成的作用。[方法]通过构建紫苏 DGAT 基因的酵母表达载体pYES2.0- PfDGAT 1 并转化至酿酒酵母突变型菌株H1246,用尼罗红对转基因酵母细胞染色,检测转基因酵母中是否能合成油体;利用薄层层析(TLC)试验检测转基因酵母中是否存在三酰甘油(TAG)。[结果]转pYES2.0- PfDGAT 1 载体的突变型酵母菌株H1246能够检测到有油体存在,而转pYES2.0空载体的突变型酵母菌株H1246中没有检测到油体,说明紫苏 PfDGAT 1 基因的表达恢复了酿酒酵母突变型菌株H1246油体缺陷的表型,可以催化TAG合成。[结论] PfDGAT 1 基因在紫苏种子油脂合成积累过程中发挥重要作用,该研究结果为深入解析 PfDGAT 1 基因在紫苏油脂合成途径中的功能奠定了基础。

DGAT-1基因K232A突变位点对甘肃地区中国荷斯坦牛泌乳性状的影响

为探索二酰甘油酰基转移酶(DGAT-1)基因多态性与奶牛泌乳性状的相关性,以232头甘肃地区中国荷斯坦牛为实验材料,利用PCR-SSCP技术并结合测序研究DGAT-1基因K232A位点遗传多态性,采用混合动物模型分析DGAT-1基因K232A突变位点对305 d产奶量、305 d乳脂量和305 d乳蛋白量的影响。结果表明:DGAT-1基因K232A位点共存在KK、KA和AA三种基因型,频率分别为0.5086、0.3750和0.1164,等位基因K和A的频率分别为0.6961和0.3039,多态信息含量(PIC)为0.3336,实验群体在这一位点上处于Hardy-Weinberg平衡状态。该位点突变对305 d产奶量的影响达到极显著水平(P<0.01),对305 d乳脂量和305 d乳蛋白量的影响达到显著水平(P<0.05)。最小二乘法分析表明,AA和KA型305 d产奶量极显著高于KK型(P<0.01),KK型乳脂量显著高于AA和KA型(P<0.05),AA型乳蛋白量显著高于KK型(P<0.05);A等位基因是提高产奶量和乳蛋白量的优势基因,而K等位基因是高乳脂量的优势基因。DGAT-1基因K232A位点突变对甘肃地区中国荷斯坦牛泌乳性状有较大的遗传效应,可用于其泌乳性状的分子标记辅助选择。

缺刻缘绿藻二酰甘油酰基转移酶2(DGAT2)的基因特性与功能鉴定

酰基-CoA—二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是微藻等植物三酰甘油(TAG)合成过程中的关键酶。为了解析缺刻缘绿藻TAG合成代谢的途径,在该藻转录组测序数据库中,通过同源搜索,发现了1个编码DGAT2的cDNA全长序列。该序列长1 997 bp,其中5'-非翻译区(UTR)长44 bp,3'-UTR长897 bp,开放阅读框(ORF)长1 056 bp,编码1个含有351个氨基酸的蛋白质,预测的分子量为39.43 ku,等电点为9.46。基于缺刻缘绿藻和其他物种相应的DGAT基因编码蛋白序列所构建的Neighbor-Joining(NJ)系统进化树,结果表明该基因与DGAT2聚成一支,显著不同于DGAT1和DGAT3。氨基酸序列比对发现,该基因编码产物含有DGAT2所具有的HPHG这4个氨基酸所组成的高度保守特征序列。因此,将该基因命名为MiDGAT2。将它的cDNA与其DNA序列进行比较后发现,MiDGAT2含有6个内含子,其剪接位点均符合"GT-AG"规则。为进一步了解其功能,利用反转录PCR克隆了该基因的ORF序列,然后将其亚克隆到表达载体pYES2中,成功地构建了重组表达质粒pY-MiDGAT2。通过电穿孔法将该重组质粒转入酿酒酵母TAG合成缺陷株H1246中,经筛选与序列验证得到含有重组质粒pY-MiDGAT2的酵母转化株。酵母转化株在用SC培养基并加入半乳糖诱导表达培养后,其脂类的薄层色谱分析结果表明,所转的MiDGAT2基因能使酵母转化株恢复TAG合成的能力,从而证实了MiDGAT2基因具有DGAT的功能;利用荧光染料Bodipy对酵母细胞的染色结果显示,MiDGAT2基因能使酵母转化株的细胞重现油滴,尽管重建的油滴大小明显比野生型酵母的小。

动物DGAT基因的研究进展

DGAT基因包括二酰基甘油酰基转移酶1(DGAT1)基因和二酰基甘油酰基转移酶2(DGAT2)基因,前者属于酰基辅酶A胆固醇酰基转移酶(ACAT)基因家族,后者属于单酰甘油酰基转移酶(MGAT)基因家族,分别编码微粒体酶DGAT1和DGAT2,这两种酶控制着甘油三酯的合成,均是定位于内质网的跨膜蛋白,其膜拓扑结构具有与其他蛋白质和细胞器相互作用的能力,影响脂肪代谢及脂类在组织中的沉积,参与调节动物机体的能量合成和分解代谢,影响心脏和肝脏中甘油三酯的代谢;同时DGAT基因的多态性影响着牛乳中脂肪的含量及泌乳量。因此,了解DGAT基因的结构和生物学功能对畜禽生长发育和生产等相关研究具有重要的意义。文章简述了DGAT基因的基本结构和生物学功能及相关的作用机制,分析了其在畜牧生产中的基础应用,如参与哺乳动物生产调控的脂肪沉积、乳脂含量等方面的研究进展。

不同含油量花生品种中二酰甘油酰基转移酶基因的表达分析

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)在植物油脂合成过程中发挥重要作用。本研究利用实时荧光定量PCR检测方法,以低油低油酸品种花育17号、高油高油酸品种花育910和高油低油酸品种花育918为试材,分析了不同含油量花生品种不同发育时期种子中AhDGAT1-1、AhDGAT1-2和AhDGAT3-3基因的表达情况。结果表明:AhDGAT1-1基因表达峰值出现在低油低油酸品种和高油高油酸品种的荚果发育初期(下针后30天),而在高油低油酸品种中则出现在荚果发育中期(下针后40天);AhDGAT1-2基因的表达峰值出现在低油低油酸品种的荚果发育初期、高油高油酸品种和高油低油酸品种的籽仁油脂积累快速期;AhDGAT3-3基因在3个花生品种中的表达峰值均出现在荚果发育的中后期。推测AhDGAT1-1、AhDGAT1-2和AhDGAT3-3基因表达量的增加有利于花生油脂的合成与积累,但其起作用的时期存在种质差异。本研究结果可为花生高油、高油酸品种的选育提供理论依据。

产蜡酯聚球藻PCC7002的构建

蜡酯是由含C16以上偶碳的高级脂肪酸与高级脂肪醇酯化形成的中性酯,是一种重要的经济油脂,被广泛应用于纺织、医药、化妆品和食品等行业。液态不饱和蜡酯还能作为航空航天工业、人工心脏、精密仪器仪表和特种机械等高科技领域专用的润滑剂。目前使用的蜡酯主要来源于动植物及矿石资源,来源十分有限,

植物二酰甘油酰基转移酶及其编码基因研究进展

三酰甘油(TAG)是植物的主要储藏脂类,二酰甘油酰基转移酶(DGATs)催化TAG生物合成的最后一步乙酰化反应,使二酰甘油加上一个脂肪酰基形成TAG。因此,DGATs被认为是TAG生物合成过程中最关键的限速酶。重点介绍了植物DGATs及其编码基因的分类、结构以及在植物油脂合成中的作用及应用的最新研究进展,以期为应用基因工程等技术提高植物油脂(如种子油)含量或改善油脂品质提供参考。

种子特异表达二酰甘油酰基转移酶基因(VgDGAT1)提高亚麻荠种子油脂积累

亚麻荠（Camelina sativa）是一种＂低耗、高效、环保＂的非粮型工业油料作物。为提高亚麻荠种子含油量,将来源于一种菊科野生油料植物（Vernonia galamensis）高酶活性的二酰甘油酰基转移酶1 c DNA克隆（Vg DGAT1）在发育种子中特异表达。Vg DGAT1超表达导致转基因亚麻荠种子中DGAT酶活性提高了30多倍。Vg DGAT1高表达的亚麻荠种子含油量从野生型的37%提高到46%~51%,而且蛋白质积累未减少,表明对DGAT酶基因进行遗传修饰可打破种子油和蛋白含量的负相关连锁。此外,Vg DGAT1高表达也没有对种子重量和种子萌发等农艺性状造成不良影响。这种高油亚麻荠基因工程新种质可进一步用于商业化优良新品种的培育。

玉米Ⅰ型二酰基转移酶基因(DGAT1)的生物信息学分析及其在非生物胁迫下的表达研究

对玉米中的两个I型DGAT基因ZmDGAT1.1和ZmDGAT1.2进行生物信息学分析。结果表明,两个玉米DGAT1基因编码的蛋白均属于膜结合的酰基转移酶类MBOAT家族,均含有多个跨膜结构域以及保守的底物结合和催化功能区。两个玉米DGAT1基因的不同组织和发育阶段表达分析显示,两者在胚乳发育期表现出高水平表达;在种子发育期表达模式完全不同,ZmDGAT1.2在种子发育既油脂合成的早期表达水平较高,ZmDGAT1.1在种子发育和油脂合成的后期表达水平更高。多种非生物胁迫处理条件下的qRT-PCR检测结果表明,两个DGAT1基因对多种非生物胁迫的响应模式也有明显差异,说明其在参与逆境胁迫响应方面发挥着不同的作用。

普洱茶提取物对饮食诱导肥胖大鼠脂质合成相关基因表达的影响

目的观察普洱茶提取物(PTE)对饮食诱导性肥胖大鼠脂质合成相关基因的影响,探讨普洱茶抗肥胖的作用机制。方法30只雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为3组(n=10):正常对照组,普通饲料;高脂组,高脂饲料;高脂+PTE组,高脂饲料+PTE。采用高脂饲料建立肥胖大鼠模型,测定大鼠体重和脂肪组织重量,判定减肥效果;采用real-timePCR检测PTE对脂质合成相关基因的表达影响。结果PTE能有效减轻动物体重和脂肪组织重量,显著下调二酰基甘油酰转移酶-1(DGAT1)、固醇辅酶A去饱和酶1(SCD1)和固醇调节元件结合蛋白(SREBP)-1cmRNA的表达。结论PTE可通过调节脂质合成相关基因,减少脂肪的合成,达到预防肥胖的作用。

二脂酰甘油酰基转移酶在乳腺癌组织的表达及其临床意义

目的探讨二脂酰甘油酰基转移酶（DGAT1）在乳腺癌组织中的表达及其临床意义。方法收集手术切除的乳腺癌及癌旁乳腺组织各64例，采用免疫组织化学链霉菌抗生物素蛋白-过氧化物酶（sP）法检测DGAT1的表达，并分析DGAT1在乳腺癌及正常乳腺组织中的表达差异，以及乳腺癌组织中DGAT1的表达与患者年龄、病理组织学分级、肿瘤大小、TNM分期、人类表皮生长因子受体-2（Her-2）／雌激素受体（ER）／孕激素受体（PR）表达之间的关系。应用SPSS22．0统计软件分析，不同组间比较采用，检验。结果癌旁乳腺组织标本中，DGAT1阳性表达率为37．50％，乳腺癌组织标本中，阳性表达率为73．44％，DGAT1蛋白在乳腺癌组织中及癌旁乳腺组织中的表达差异有统计学意义（P〈0．01），DGAT1在乳腺癌组织中的表达显著高于其在癌旁乳腺组织。病理组织学分级Ⅰ级组阳性表达率为58．33％，Ⅱ级组阳性表达率为86．84％，Ⅲ级组阳性表达率为85．71％；TNM分期：Ⅰ期组阳性表达率为41．67％，Ⅱ期组阳性表达率为73．68％，Ⅲ期组阳性表达率为85．71％。DGAT1的表达与病理组织学分级、TNM分期明显相关（P〈0．05），病理组织学分级高、TNM分期高者DGAT1高表达。〈50岁组阳性表达率为82．14％，≥50岁组阳性表达率为86．11％；肿瘤大小（长径）≤2cm组阳性表达率为68．42％，2—5cm组阳性表达率为83．33％，≥5cm组阳性表达率为80．95％；Her-2阴性组阳性表达率为80．00％，Her-2阳性组阳性表达率为84．21％；ER阴性组阳性表达率为66．67％，ER阳性组阳性表达率为80．00％；PR阴性组阳性表达率为64．00％，PR阳性组阳性表达率为76．92％；DGAT1的表达与患者年龄、肿瘤大小、Her-2、ER、PR的表达无明显相关（P〉0．05）。结论DGAT1可能促进了乳腺癌的癌变及进展。

亚硫酸钠对人正常二倍体肝细胞内二酰甘油酰基转移酶1和载脂蛋白E mRNA和蛋白表达的影响

目的通过研究亚硫酸钠对人正常二倍体肝(HL-7702)细胞内二酰甘油酰基转移酶1(DGAT1)和载脂蛋白E(apoE)mRNA和蛋白表达的影响,探讨亚硫酸钠诱发肝细胞脂肪积累效应及作用途径。方法将处于对数生长期的HL-7702细胞株分别暴露于终浓度为0(阴性对照)、10、2.5、0.5、0.1 mmol/L的亚硫酸钠溶液,并设立阳性对照(1.0 mmol/L油酸)组。分别于染毒24、48 h时,采用油红O染色法观察肝细胞内脂滴沉积,采用免疫沉淀和Western Blot法检测细胞内apoE和DGAT1蛋白的表达水平,采用qRT-PCR法检测肝细胞内apoE和DGAT1 mRNA的表达水平。结果与阴性对照组比较,仅10 mmol/L亚硫酸钠染毒24 h时HL-7702肝细胞内DGAT1 mRNA表达水平明显增加,差异有统计学意义(P<0.05)。与阴性对照组比较,染毒24h、48 h时,10 mmol/L亚硫酸钠染毒组HL-7702肝细胞内DGAT1蛋白表达水平以及各浓度亚硫酸钠染毒组HL-7702肝细胞内apoE蛋白表达水平均明显增加,差异有统计学意义(P<0.05)。阳性对照组可见明显的脂滴沉积,但亚硫酸钠染毒组均未见明显脂滴。结论一定剂量的亚硫酸钠可引起肝细胞内DGAT1、apoE蛋白表达增高,导致肝细胞内甘油三酯分泌增加,从而引起肝细胞的脂肪蓄积。

二酰基甘油酰转移酶与肥胖研究新进展

甘油三酯(TG)是真核细胞中最重要的能量储存形式,尽管它是正常生理所必需,但过量堆积,就会导致肥胖。因此抑制TG的合成可能改善肥胖以及与之相关的症状。脂酰辅酶A:二酰基甘油酰转移酶(DGAT)是以甘油二酯和脂酰辅酶A为底物,催化甘油三酯合成途径的最后一步反应的关键酶。DGAT1基因敲除(Dgat1-/-)小鼠对肥胖有抵抗力,并且增加了对胰岛素和瘦素的敏感性,这种小鼠对饮食诱导的脂肪肝也有抵抗力。此外,DGAT1的缺乏影响脂肪源性因子的表达和分泌,从而调节能量和葡萄糖的代谢。这些研究提示DGAT1有望成为治疗肥胖和2-型糖尿病的新靶点。

Acyl-coenzyme A: cholesterol acyltransferase family

The enzymes of the acyl-coenzyme A:cholesterol acyltransferase(ACAT)family are responsible for the in vivo synthesis of neutral lipids.They are potential drug targets for the intervention of atherosclerosis,hyperlipidemia,obesity,type II diabetes and even Alzheimer’s disease.ACAT family enzymes are integral endoplasmic reticulum(ER)membrane proteins and can be divided into ACAT branch and acyl-coenzyme A:diacylglycerol acyltransferase 1(DGAT1)branch according to their substrate specificity.The ACAT branch catalyzes synthesis of cholesteryl esters using long-chain fatty acyl-coenzyme A and cholesterol as substrates,while the DGAT1 branch catalyzes synthesis of triacylglycerols using fatty acylcoenzyme A and diacylglycerol as substrates.In this review,we mainly focus on the recent progress in the structural research of ACAT family enzymes,including their disulfide linkage,membrane topology,subunit interaction and catalysis mechanism.