二酰基甘油酰基转移酶(DGAT)研究进展

二酰基甘油酰基转移酶(DGAT)是生物体内TAG合成过程中的关键酶,它的作用是催化二酰甘油加上脂肪酸酰基形成三酰甘油。本文介绍了DGAT的分类、亚细胞定位、功能、底物特异性和调控,并展望了DGAT研究在油料作物品种改良方面的应用前景。

DGAT相关基因研究进展

DGAT是一种甘油酰基转移酶(Diacylgycerol Acyltransferase,DGAT),该酶与脂肪代谢、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。编码该酶的基因有DGAT1和DGAT2,前者属于ACAT基因家族,后者属于MGAT1基因家族。本文综述了动物DGAT相关基因定位、结构、生物学效应及其多态性与生产性能的关系。

植物二酰甘油酰基转移酶基因(DGAT)研究进展

三酰甘油(TAG)是油料作物最主要的储藏脂类,二酰甘油酰基转移酶(DGAT,EC2.3.1.20)是TAG合成途径的限速酶,其主要作用是催化二酰甘油加上酰基脂肪酸形成三酰甘油。在植物中已发现了3种不同类型的DGAT基因,分别为DGAT1、DGAT2和DGAT3。该文对近年来国内外有关植物DGAT相关基因及其蛋白分类、定位、结构及其在脂肪酸合成、种子发育与萌发、幼苗发育、叶片新陈代谢等过程中的作用等研究进展进行综述。为提高油料作物种子油含量以及特定脂肪酸积累提供理论参考。

二脂酰甘油酰基转移酶2(DGAT2)基因研究进展

二脂酰甘油酰基转移酶2(Acyl CoA:Diacylgycerol Acyltransferase 2,DGAT2)是生物体内的一种非常重要的酶,其主要机制是使二酰甘油加上脂肪酸酰基辅酶A以共价健结合形成三酰甘油。编码该酶的基因有DGAT2和DGAT1。文章综述了DGAT2基因的发现、定位、结构、生物学效应及其遗传多态性与生产性能的关系,并对其应用前景进行了展望。

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。

佩兰对2型糖尿病合并脂代谢紊乱大鼠肝脏DGAT2表达的影响

目的:研究佩兰中药颗粒对2型糖尿病大鼠糖脂代谢的改善作用,探讨中药佩兰对大鼠肝脏DGAT2表达的影响。方法:高脂饮食加尾静脉小剂量注射链脲佐菌素(STZ 28 mg/kg)建立2型糖尿病大鼠模型,将造模成功的合并脂代谢紊乱的2型糖尿病大鼠随机分为阳性对照组、佩兰中药颗粒组、吡格列酮组每组9只,另设空白对照组10只。佩兰中药颗粒组予佩兰中药颗粒按3 g/(kg·d)灌胃给药,吡格列酮组0.3 mg/(kg·d)灌胃,阳性对照组及空白对照组予0.9%氯化钠注射液灌胃,持续给药5周后,检测血清甘油三酯(serum triglyceride,TG)、血清总胆固醇(serum total cholesterol,TC)、游离脂肪酸(free fatty acid,FFA)、空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)、空腹胰岛素(fasting insulin,FINS)并计算HOMA-IR评估大鼠胰岛素抵抗水平。应用RT-PCR与Western blot方法检测肝脏DGAT2基因及蛋白表达水平。结果:经治疗后,佩兰中药颗粒组大鼠的血清TG、TC水平与阳性对照组相比得到了明显的改善,肝脏DGAT2的基因及蛋白表达水平与阳性对照组相比下调。结论:佩兰可以改善由链脲佐菌素诱导的2型糖病大鼠脂代谢紊乱,其机制与中药佩兰下调大鼠肝脏中DGAT2基因与蛋白表达有关。

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。

紫苏PfDGAT2基因生物信息学及表达特性分析

为研究二酯酰甘油酰基转移酶2(PfDGAT2)在紫苏种子油脂合成过程中的调控作用,对紫苏DGAT2基因及其编码的蛋白质进行了详细的生物信息学分析,并研究了该基因在不同紫苏品种中的表达特性。结果表明,PfDGAT2基因c DNA全长1 249 bp,共编码329个氨基酸;DGAT2蛋白的等电点为9.46,属于碱性蛋白质;二级结构预测表明,紫苏DGAT2蛋白的主要结构元件是无规则卷曲(34.65%)和α-螺旋(30.09%);系统进化树分析表明,紫苏与芝麻和烟草的亲缘关系较近,与油橄榄的亲缘关系较远。通过研究PfDGAT2基因在含油量不同的2个紫苏品种种子发育的不同时期表达特性,结果表明,该基因在开花后30 d形成的种子中表达量最高,但是二者又具有一定差异,晋紫苏1号(含油量46.88%)表达量为开花后10 d的1.63倍,并紫苏1号(含油量35.60%)为0.75倍,因此,推测DGAT2在紫苏TAG生物合成中起重要调控作用。

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。

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。

PI-3K、DGAT2、PKC-ε在大鼠非酒精性脂肪性肝病发病机制中的作用

目的:探讨磷脂酰肌醇3-激酶(PI-3K)通路及其相关蛋白二酰甘油酰基转移酶2(DGAT2)、蛋白激酶C(protein kinaseC,PKC)的亚型PKC-ε在大鼠非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)发病中的作用.方法:48只大鼠随机分为6组:正常对照组(N组普通饮食喂养4wk,N2组普通饮食喂养8wk,N3组普通饮食喂养12wk);NAFLD模型组(H1组高脂喂养4wk、H2组高脂喂养8wk、H组高脂喂养12wk);评价各组大鼠肝脂肪变程度、炎症活动和纤维化程度;免疫组织化学法观测各组PKC-ε蛋白表达量;RT-PCR法检测PI-3K(p85a)mRNA和DGAT2mRNA的表达.结果:NAFLD模型组脂肪变性明显,纤维化和炎症活动度记分均显著高于正常对照组H2、H3组脂肪变性分度及纤维化分期比H1组明显增高,气球样变也有显著的差异;H2、H组PKC-ε蛋白表达量与正常对照组比较明显增多(7.68±1.32vs6.68±2.16,8.46±1.19vs5.52±1.05,P<0.05或0.01);PI-3KmRNA(?Ct与正常对照组相比明显升高,且H2、H3组与H1组比较明显升高,PI-3KmRNA表达量在模型组中随脂肪肝程度的加重呈进行性降低DGAT2mRNA(?Ct)与正常对照组比较显著降低,且H2、H3组与H1组比较明显降低,DGAT2mRNA表达量在NAFLD模型组中随脂肪肝程度的加重呈进行性升高.结论:PI-3K通路及其相关蛋白PKC-ε和DGAT2可能与NAFLD发病机制有关.

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。

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.

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。