去脂肪酸饱和酶1基因与双相障碍和精神分裂症的关联研究

本研究探索去脂肪酸饱和酶1(FADS1)基因rs174546位点与中国汉族双相障碍(BD)和精神分裂症(SZ)的相关性。1对象和方法病例组均来自2017年1月至2019年12月在上海交通大学医学院附属精神卫生中心、金华第二医院和温州康宁医院住院或门诊就诊的BD患者487例和SZ患者519例。BD入组标准:①符合美国《精神障碍诊断与统计手册》第4版(DSM-IV)BD躁狂发作或抑郁发作;②年龄18~60岁;③汉族;④抑郁发作患者17项汉密尔顿抑郁量表(HAMD-17)评分≥17分;⑤躁狂发作患者Young氏躁狂量表(YMRS)评分≥12分。

茶树△12-脂肪酸去饱和酶基因FAD2和FAD6的克隆与表达分析

本研究在茶树转录组测序的基础上,以铁观音茶树的芽叶为材料,采用RT-PCR技术,克隆了茶树不饱和脂肪酸合成途径中的关键限速酶—△12-FAD(12-脂肪酸去饱和酶)基因的包含完整ORF的cDNA序列(CsFAD2和CsFAD6)。生物信息学分析结果表明,CsFAD2的全长为1 184 bp,其开放阅读框(ORF)长度1 149 bp,编码382个氨基酸,定位于内质网上,其氨基酸序列与油茶FAD2的同源性最高达97%;CsFAD6的全长为1 425 bp,其ORF长度为1 311 bp,编码436个氨基酸,定位于叶绿体上,其氨基酸序列与葡萄FAD6同源性达81%。荧光定量PCR结果表明,铁观音茶树幼苗在4℃低温胁迫处理72 h过程中,这两个基因的表达均受低温的诱导,其表达量随着处理时间的延长而升高,在处理48 h时,表达量水平最高;在100 g·L-1的PEG胁迫处理12 h过程中,这两个基因的表达均受PEG胁迫处理的诱导;在ABA(100μmol·L-1)胁迫处理72 h过程中,在处理6~24 h期间,CsFAD2的表达量显著升高,而CsFAD6的表达不受ABA处理的影响,CsFAD6的表达量在处理72 h时显著降低;在Na Cl(250 mmol·L-1)胁迫72 h过程中,CsFAD2的表达量全程降低,而CsFAD6在处理24~72 h期间表达量显著升高。

小球藻Δ12脂肪酸去饱和酶基因的克隆与序列分析

利用已报道的Δ12脂肪酸去饱和酶基因序列的保守区域,设计简并引物,通过RT-PCR的方法获得了小球藻NJ-7的内质网型Δ12脂肪酸去饱和酶基因(CvFAD2)的部分序列,然后采用RACE的方法分别克隆到5′片段和3′片段,拼接后设计特异引物扩增到全长cDNA。该基因全长为2 032 bp,ORF为1 158 bp,编码385个氨基酸,分子质量约为44 ku。根据已经得到的CvFAD2序列推导成氨基酸序列与一些已知物种的FAD2氨基酸序列相比较,同源性分别为普通小球藻(Chlorella vulgaris)75%,莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)57%,石榴(Punica granatum)57%,麻疯树(Jatropha curcas)52%。系统发育分析表明,南极小球藻CvFAD2基因与真核微藻(衣藻和普通小球藻)的FAD2基因聚在一起,介于真菌与高等植物之间,并且真核微藻FAD2基因与高等植物的同源性更高,推测其在进化上与高等植物的亲源关系更近。

过表达ω-3多不饱和脂肪酸脱氢酶基因fat-1保护小鼠胚胎成纤维细胞避免凋亡

由于膳食原因,人体摄入ω-6PUFAs/ω-3PUFAs比例过高,脂类代谢严重失衡.鉴于ω-3PUFAs获取困难而且人体无催化ω-6PUFAs向ω-3PUFAs转化的ω-3多不饱和脂肪酸脱氢酶,本研究体外扩增来源于秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)的ω-3多不饱和脂肪酸脱氢酶基因(fat-l)cDNA,构建了真核表达载体pEGFPC1-fat-1,将该基因转染入小鼠胚胎成纤维细胞;激发荧光与RT-PCR方法检测转染pEGFPC1-fat-1细胞表达该基因,气相色谱分析显示该转染细胞中ω-6PUFAs/ω-3PUFAs的比例降低;细胞抑制率实验显示转染细胞的MTT吸光值升高(P<0.05);双染法流式细胞仪分析转染细胞凋亡降低,结果表明fat-1基因即使在高浓度ω-6PUFAs的细胞毒作用下,依然能够发挥将ω-6PUFAs脱氢转化为与ω-3PUFAs的生理功能,抑制3T3细胞凋亡,促进细胞生长增殖,实现了较强的细胞保护功能.

n-3多不饱和脂肪酸脱氢酶基因fat-1在人肺癌细胞H460内的表达

n-3多不饱和脂肪酸脱氢酶基因fat-1来自于秀丽线虫(C.elegans)。为检测该基因在人肺癌细胞H460中的表达效果,本项研究构建了哺乳动物表达载体pcDNA3.1(+)myc-HisA-fat-1,以Xfet polymer介导法转染到人肺癌细胞H460中,RT-PCR检测到有效的异源基因表达,MTT法证实基因表达能有效地抑制肺癌细胞的增殖率(P<0.05),气相色谱分析基因表达前后细胞中n-6/n-3多不饱和脂肪酸比例降低(P<0.05),为将该基因用于癌症的转基因治疗奠定了基础。

硬脂酰辅酶A去饱和酶1基因表达对草原安格斯牛血液脂肪酸组成的影响

研究硬脂酰辅酶A去饱和酶1(stearoyl-coenzyme A desaturase 1,SCD1)基因表达对草原安格斯牛血液脂肪酸组成的影响,采集38头平均体质量(698±34)kg、48月龄草原安格斯牛血液样品,测定其脂肪酸组成与含量,采用实时荧光定量聚合酶链式反应测定SCD1基因表达量,一代测序技术检测SCD1基因在C878T位点的突变对实验牛血液脂肪酸组成的影响,分析SCD1基因表达与脂肪酸组成间的相关性。结果表明:血液样品中共测得36种主要脂肪酸,饱和脂肪酸(saturated fatty acids,SFA)以棕榈酸(C_(16:0))和硬脂酸(C_(18:0))为主,含量分别达22.53%和26.95%,单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA)中油酸(C_(18:1 n-9c))含量最高(15.09%);由SCD1基因表达与脂肪酸组成的显著性分析结果可知,SCD1基因表达对肉豆蔻酸(C_(14:0))、肉豆蔻油酸(C_(14:1))、C_(16:0)、棕榈油酸(C_(16:1))、C_(18:0)、C_(18:1 n-9c)、亚油酸(C_(18:2 n-6c))、MUFA和MUFA/SFA以及C_(14)指数、C_(18)指数、脂肪酸总不饱和指数和伸长指数均影响显著;相关性分析结果显示,SCD1基因表达量与C_(16:0)、C_(16:1)、C_(18:0)、C_(18:1 n-9c)和MUFA含量均呈正相关;SCD1基因在878位点处出现了C/T突变,有CC、TT和CT 3种基因型,不同基因型与脂肪酸组成之间均无显著相关性。综上所述,草原安格斯牛血液中的SCD1基因表达对其脂肪酸组成具有调控作用,可作为遗传标记参考基因。

油葵脂肪酸去饱和酶基因HaFAD2-1的克隆与功能鉴定

为研究油葵FAD2-1基因在脂肪酸合成中的催化功能,利用RT-PCR技术,从油葵品种新葵杂4号未成熟种子中克隆HaFAD2-1基因的全长cDNA序列。将该基因序列构建穿梭表达载体pYES2-HaFAD2-1,并转化到营养缺陷型酿酒酵母菌株INVSc1中。将重组酵母诱导培养后对其总脂肪酸进行GC-MS分析。结果显示,HaFAD2-1基因编码一个长378个氨基酸的脂肪酸去饱和酶蛋白,分子质量43 719,等电点(pI)为8.38,具有3个高度保守的组氨酸簇。脂肪酸甲酯气相色谱分析结果表明HaFAD2-1基因在酿酒酵母中获得表达,能将油酸转化为亚油酸,证明克隆得到的HaFAD2-1具有完整的催化功能。

细粒棘球绦虫脂肪酸去饱和酶1基因序列及不同发育阶段表达分析

旨在寻找细粒棘球绦虫发育相关基因,为预防和治疗细粒棘球绦虫引起的包虫病而制定相应的措施提供理论基础。通过分析细粒棘球绦虫原头蚴高通量转录组测序数据文库,对Unigene进行KEGG通路分析,筛选出一个脂肪代谢通路,并筛选出该通路中主要的调控基因脂肪酸去饱和酶1。通过对Eg-FADS1基因的PCR扩增,分析其核苷酸序列及氨基酸序列,用实时荧光定量PCR和全量组织原位杂交检测Eg-FADS1基因在不同发育阶段的表达情况。结果显示,该基因具有完整的开放阅读框,cDNA全长为819bp,编码272个氨基酸,预测该蛋白分子质量为30.98ku,等电点为7.10。实时荧光定量PCR结果表明,Eg-FADS1基因在原头蚴及成虫阶段均有表达,并且该基因在成虫阶段极显著高于原头蚴阶段的表达量。全量组织原位杂交结果显示,Eg-FADS1mRNA在原头蚴及成虫阶段分布广泛。提示Eg-FADS1具有生物防治作用,值得进一步研究。

低温诱导球等鞭金藻3011脂肪酸去饱和酶基因片段的筛选及mRNA表达分析

本实验通过设计特异引物序列,对经低温诱导处理的球等鞭金藻3011的脂肪酸去饱和酶基因片段进行筛选,以实时荧光定量聚合酶链式反应检测酶的表达量,探索低温对该多不饱和脂肪酸脱饱和酶基因表达量的影响。结果表明:用prime5设计包括内参基因在内的14条引物,其中7条引物具有特异性扩增,根据扩增效果对其扩增体系进行优化。结果表明:Des4、Des5、Des6、Des8、Des9和Des12 m RNA相对最大表达量分别为7.71、11.33、42.58、22.02、73.91和16.01。随温度的降低均呈现先增加后降低的趋势。根据SPSS 19.0统计分析,6个基因在其m RNA相对表达量最大的诱导时间时,18℃的m RNA相对表达量与其在12、15、21℃3个温度条件下的相对表达量相比具有极显著差异(P<0.01)。18℃条件下诱导24 h可以有效增加Des9基因在球等鞭金藻3011中的表达。此研究结果为人为调控微藻的多不饱和脂肪酸含量提供了一条可行的方法。

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。

来源于线虫Caenorhabditis briggssae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因的合成及其功能分析

ω-3多不饱和脂肪酸(ω-3PUFAs)是一类被广泛研究和关注的脂肪酸,对人类及其他哺乳动物的正常发育和保持良好的健康状况极其重要,并且对于人类的多种疾病的预防和治疗亦有着明显的作用。在人和哺乳动物体内,ω-3PUFAs的含量与ω-6PUFAs(其代谢方式和功能与前者不同,通常其作用也相反)相比很低。而对于人体,无论ω-3PUFAs的过低还是ω-6PUFAs的过高都会带来极为不利的影响。所以人们一直在努力寻求提高人体中ω-3PUFAs含量的途径或者大量生产ω-3PUFAs的方法。本研究经过密码子优化后,用化学合成的方法获得了C.briggsae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1,并构建了哺乳动物细胞表达载体pcDNA3.1-sFat1-EGFP,通过脂质体转染了CHO细胞系并对其进行抗性筛选获得稳定转染细胞株。对稳定转染sFat-1细胞株的RT-PCR分析及脂肪酸组成的GC-MS分析表明,sFat1基因完全能够在CHO细胞中表达和发挥其ω-3去饱和酶的作用,即促使ω-6系列不饱和脂肪酸转变为相应的ω-3系列不饱和脂肪酸(从十八碳到二十二碳)。ω-6不饱和脂肪酸总量从48.97%下降到35.29%,而ω-3不饱和脂肪酸总量则相应地从7.86%上升到24.02%。ω-6多不饱和脂肪酸和ω-3多不饱和脂肪酸的比值从正常细胞中的6.23下降到转染细胞中的1.47。这说明C.briggsae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1的合成是成功的,试验所获得的结果为今后的进一步的研究或应用其大量生产ω-3PUFAs奠定了基础。

草鱼脂肪酸去饱和酶和延长酶基因cDNA全序列的克隆与分析

利用RT-PCR和RACE方法克隆得到草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肝脏中控制高不饱和脂肪酸(HU-FA)合成的脂肪酸去饱和酶(FAD)和脂肪酸延长酶(ELO)基因cDNA全序列.结果表明,草鱼FAD基因cDNA全长为1 994 bp,开放阅读框(ORF)为1 332 bp,编码444个氨基酸.编码的蛋白序列包含FAD全部特征结构区,包括3个组氨酸簇、2个跨膜区和1个细胞色素b5结构域,与其他鱼类的FAD氨基酸序列具有63.5%～70.5%的同源性.通过系统树分析,显示其在系统树中与草食性淡水鱼的亲缘关系最近.克隆得到的草鱼ELO的全长cDNA序列1 131 bp,含有876 bp的ORF,编码291个氨基酸.该蛋白序列含有单一的氧化还原中心组氨酸簇、内质网停留信号和多个跨膜区等ELO特征结构,与其他类别ELO氨基酸具有70.6%～89.3%的同源性.系统树分析显示其在系统树中与草食性和杂食性淡水鱼类亲缘关系较近.草鱼FAD和ELO cDNA全序列的获得为今后进一步研究其体内高不饱和脂肪酸合成途径及阐明该途径在不同鱼类中的分子进化机理奠定基础.

脂肪酸去饱和酶基因的研究进展

多不饱和脂肪酸(PUFAs)对人体有重要的生理功能,脂肪酸去饱和酶是PUFAs合成途径中的关键酶,它控制着PUFAs的不饱和程度。近年来,随着对脂肪酸去饱和酶基因的研究,脂肪酸去饱和酶的研究得到了快速发展。从藻类、真菌、植物和动物等方面简述脂肪酸去饱和酶基因,特别是Δ9和Δ6脂肪酸去饱和酶基因方面的研究近况。

军曹鱼△6脂肪酸去饱和酶的cDNA序列克隆与基因表达

为了研究海水鱼合成高度不饱和脂肪酸(Highly unsaturated fatty acids,HUFAs)的关键酶,本研究克隆了军曹鱼(Rachycentron canadum)的△6脂肪酸去饱和酶的部分cDNA序列。根据GenBank已公布的其他鱼类的△6脂肪酸去饱和酶cDNA序列进行分析,设计了一对用于PCR扩增军曹鱼的△6脂肪酸去饱和酶基因保守序列的引物;然后以军曹鱼肝总RNA为模板,通过RT-PCR的方法扩增出一段长度为743bp的片段,该片段经纯化后,连接至pMD18-T载体上进行测序。结果显示,该片段与欧洲狼鲈(Dicentrarchus labrax)△6脂肪酸去饱和酶基因的覆盖区同源性为90.4%,该蛋白结构含有2个组氨酸保守区(HDFGH和HFQHH)和2个跨膜结构域,具有典型的△6脂肪酸去饱和酶结构特点。通过荧光定量PCR(Real-time quantityPCR,RTQ-PCR)检测该基因在军曹鱼幼鱼不同组织中的表达量,发现△6脂肪酸去饱和酶基因在军曹鱼脑的表达量最高;其次是肝;再其次是心、肠、脾、肾、鳃;而肌肉和皮肤的表达量相对较低,在脂肪组织中没有检测到△6去饱和酶基因的表达。结论为,军曹鱼具有合成HUFAs的关键酶—△6脂肪酸去饱和酶,在其所有组织中以脑之含量最多。

鳜鱼(Siniperca chuatsi)脂肪酸去饱和酶和延长酶基因全长cDNA序列的克隆与分析

利用RT-PCR和RACE方法克隆得到鳜鱼肝脏中控制高不饱和脂肪酸合成的脂肪酸去饱和酶(fatty acid desaturase,FAD)和脂肪酸延长酶(fatty acid elongase,ELO)基因的全长cDNA序列。FAD基因的全长cDNA序列1882bp,编码445个氨基酸,该蛋白序列含有FAD全部的特征结构区,包括3个组氨酸簇、2个跨膜区和1个细胞色素b5结构域,与其它鱼类FAD氨基酸序列的同源性为66.5%-90.1%,系统树分析显示其与欧洲鲈鱼和金头鲷等海水鱼类的亲缘关系最近。获得的ELO基因全长cDNA序列1401bp,编码294个氨基酸,该蛋白序列含有单一的氧化还原中心组氨酸簇、内质网停留信号和多个跨膜区等ELO特征结构,与其它几种鱼类ELO氨基酸序列的同源性为71.8%-86.7%,系统进化分析显示其与南方蓝鳍金枪鱼和金头鲷的亲缘关系较近。鳜鱼FAD和ELO基因全长cDNA序列的获得可为进一步研究其HUFA合成能力及调控机理奠定基础。

建鲤两种Δ6脂肪酸去饱和酶基因克隆与表达

利用逆转录PCR和RACE技术获得建鲤2种Δ6脂肪酸去饱和酶(FADs6-a,FADs6-b)的全长cDNA序列.FADs6-a基因的cDNA总长为1 966 bp,开放阅读框为1 335 bp,编码444个氨基酸;FADs6-b基因的cDNA总长为1 931 bp,开放阅读框为1 335 bp,编码444个氨基酸.FADs6-a和FADs6-b基因都包括N端细胞色素b5结构域、3个富含组氨酸的结构域和2个推测的跨膜区,具有典型的Δ6脂肪酸去饱和酶结构特点.氨基酸同源性分析显示,建鲤FADs6-a和FADs6-b与斑马鱼的相似性较高,而与海水鱼类的相似性较低,与人类FADs6的相似性高于与FADs5的相似性.通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测该基因在建鲤幼鱼不同组织中的表达量,发现2种Δ6脂肪酸去饱和酶基因在建鲤肝脏的表达量最高,其次是肠、脑、肌肉、心和肾,而前肠高于后肠,FADs6-a的表达量高于FADs6-b.得到的结论是,建鲤具有2种类型的合成高度不饱和脂肪酸(HUFA)的关键酶—Δ6脂肪酸去饱和酶,在肝脏和肠道中的含量较多,且FADs6-a和FADs6-b在结构和组织的表达方面都存在差异,这为进一步研究建鲤HUFA的合成途径及调控机理奠定了基础.

油菜脂肪酸延长酶基因fae1片段的克隆与SNP分析

脂肪酸延长酶基因fae1是调控油菜芥酸合成的关键基因。本研究利用GenBank中的fae1基因序列AF490462为模板设计引物,通过多聚酶链式反应(PCR)从白菜、甘蓝和甘蓝型油菜(包括2个人工合成种)的12个不同品种中扩增出长1007bp的fae1基因片段。PCR产物经与克隆载体pGEM-Tvector连接和序列测定,获得12个品种的fae1基因片段的DNA序列。对来自12个不同品种的fae1基因序列进行比较分析表明:fae1基因具有高度序列保守性,扩增长度均为1007bp,核苷酸序列相似度达98%以上,氨基酸序列的保守性更高。在1007bp的区间内共发现23个SNP(singlenucleotidepolymorphism)位点,其中有11个单核苷酸变异导致了编码氨基酸的改变。人工甘蓝型油菜和天然甘蓝型油菜的fae1基因片段未发现明显差异。发现了高芥酸品种与低芥酸品种的fae1基因、以及A基因组与C基因组的fae1基因特有SNP位点。

斜带石斑鱼脂肪酸去饱和酶和延长酶基因全长cDNA序列的克隆与分析

利用逆转录聚合酶链式反应(reverse transcription polymerase chain reaction,RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)方法获得斜带石斑鱼Epinephelus coioides肝脏中控制高不饱和脂肪酸合成的脂肪酸去饱和酶(fatty acid desaturase,FAD)和脂肪酸延长酶(fatty acid elongase,ELO)基因的全长cDNA序列。结果表明,FAD基因的全长cDNA序列长1979 bp,含1338 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码445个氨基酸。编码的蛋白序列含有FAD全部的特征结构区,包括3个组氨酸簇、2个跨膜区和1个细胞色素b5结构域,与金头鲷Sparus aurata、大麻哈鱼Oncorhynchus keta、鲤鱼Cyprinus carpio和斑马鱼Danio rerio FAD的氨基酸同源性为66.5%—90.8%。二级结构分析显示其以螺旋和β折叠为主,系统进化分析表明其与金头鲷和欧洲鲈鱼的亲缘关系最近。ELO基因的全长cDNA序列1228 bp,含有885 bp的开放阅读框,编码294个氨基酸。该蛋白序列含有单一的氧化还原中心组氨酸簇、内质网停留信号和多个跨膜区等ELO特征结构区,与金头鲷、大麻哈鱼、尼罗罗非鱼Oreochromis niloticus和斑马鱼ELO的氨基酸同源性为71.1%—85.7%。蛋白二级结构预测表明其含有丰富的螺旋和β折叠结构,系统树分析显示其与金头鲷亲缘关系最近。斜带石斑鱼FAD和ELO全长cDNA序列的获得,为今后进一步研究其高不饱和脂肪酸合成途径奠定基础。

麻风树脂肪酸去饱和酶7基因的克隆及生物信息学分析

质体型ω-3(Δ15)脂肪酸去饱和酶(FAD7)是多不饱和脂肪酸合成途径中催化亚油酸(Δ9,12-C18∶2)形成α-亚麻酸(Δ9,12,15-C18∶3,ALA)的关键酶。基于麻风树低温锻炼转录组数据,通过逆转录PCR(RT-PCR)技术克隆到麻风树FAD7基因的全长cDNA,命名为JcFAD7。结果表明,该cDNA序列全长1 796 bp,完整开放阅读框1 341 bp,编码446个氨基酸,理论分子量为51.1 ku,等电点为8.92。序列分析表明,JcFAD7编码蛋白包含膜结合FAD蛋白的4个跨膜区、2个膜嵌合区、1个亚铁血红素结合基序及3个组氨酸簇等特征区域。构建系统进化树显示,麻风树JcFAD7蛋白与芍药(Paeonia lactiflora)的亲缘关系最近。