硬脂酰辅酶A去饱和酶1通过抑制肺上皮细胞铁死亡缓解小鼠特发性肺纤维化进展的作用研究

目的 拟利用基因敲除小鼠和细胞系研究硬脂酰辅酶 A 去饱和酶 1(SCD1)在特发性肺纤维化(IPF)中的作用及机制。方法 利用SCD1条件敲除小鼠和BEAS-2B细胞,比较SCD1敲除或敲低后组织学改变和铁死亡变化,并研究PPARα激动剂Fenofibrate对SCD1表达和对IPF的影响。结果 敲除SCD1会加重IPF、上调纤维化相关蛋白水平并降低GPX4表达;敲低SCD1会提高脂质氧化水平、促进肺上皮细胞铁死亡,而Fenofibrate可上调SCD1表达,降低细胞铁死亡和IPF严重程度。结论 研究结果证实抑制SCD1会促进肺上皮细胞铁死亡、加重IPF,而Fenofibrate可通过上调SCD1表达治疗IPF。本研究将为防控IPF提供潜在靶点和候选药物。

过表达去饱和酶基因对大肠杆菌脂肪酸合成的影响

为获得高效产油脂工程菌株,在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中表达了来自产油核桃内生菌枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)HB1310的去饱和酶基因,构建了单基因表达菌株BL21(DE3)/pET-de1、BL21(DE3)/pET-de2及共表达菌株BL21(DE3)/pET-de。结果表明,去饱和酶基因在E.coliBL21(DE3)中实现了高水平的表达,3株工程菌的酶活性在60 h诱导过程中均高于野生菌株,尤以24 h的酶活性最高,分别为同时刻野生菌株的1.38、1.48倍和1.75倍。外源去饱和酶基因的过表达可引起E.coli中油脂产量和脂肪酸组分的变化,与野生菌相比,3株工程菌的油脂产量有较大提高,其发酵24 h的油脂产量分别可达0.57、0.58、0.72 g/L,其中,饱和脂肪酸含量分别提高72.26%、66.93%、123.21%,不饱和脂肪酸含量分别提高112.18%、44.18%、134.30%。本研究可为产油脂工程菌的开发和应用提供有价值的菌种来源。

硬脂酰辅酶A去饱和酶1在恶性肿瘤中的研究进展

恶性肿瘤的特点之一是不受控制地增殖和生长,该过程需要大量的能量和物质作为基础。这需要肿瘤在糖脂代谢上作出改变,以适应增殖和生长的需要。恶性肿瘤的脂代谢改变除了能为生长提供能量和物质基础,其中一些脂质也是细胞信号通路中的重要分子。脂代谢中的关键酶硬脂酰辅酶A去饱和酶1(stearoyl-CoA desaturase-1,SCD1)在其中发挥了重要作用。本文旨在对SCD1的作用、SCD1在人体组织内分布、SCD1与恶性肿瘤的关系、SCD1靶向抑制剂研究进展等进行综述。

基于脂质组学的海洋颗石藻病毒甾醇去饱和酶及脂肪酸去饱和酶基因功能分析

赫氏颗石藻(Emiliania huxleyi)宿主-病毒(E.huxleyi virus,EhV)的互作过程是影响海洋碳、硫生物地球化学循环及气候变化的重要环节。在共进化过程中,Eh V通过基因水平转移从宿主基因组中“劫获”了一组鞘脂从头合成相关酶基因,重构宿主脂代谢网络以支持病毒的特殊需求。目前,对病毒这组相关酶基因的生物学功能尚不十分清楚。以颗石藻病毒Eh V-99B1基因组中的甾醇去饱和酶(EhV-SD)和脂肪酸去饱和酶(Eh V-FAD)基因为研究对象,构建酿酒酵母重组表达载体p YES2/CT-SD和p YES2/CT-FAD,转化相应的基因缺陷型酵母菌株YMR015C和YGL055W获得重组酵母细胞株,进一步采用UPLC-Q-Exactive-MS非靶向脂质组学技术,比较分析重组酵母和缺陷型酵母细胞脂质的组成和含量变化。结果显示,Eh V-SD与Eh V-FAD基因在酿酒酵母中成功表达并具有生物学活性。Eh V-SD过表达显著改变了重组酵母细胞脂质代谢,含多不饱和酰基链的磷脂酰胆碱(PC,20︰4/20︰5/20︰6)和甘油三酯(TAG,12︰3)种类的丰度显著升高;而部分多不饱和脂肪酸(FA,16︰2/16︰4)和含多不饱和酰基链的磷脂酰甘油(PG,16︰2/18︰4)丰度则显著降低。Eh V-FAD过表达显著增加了重组酵母中单不饱和脂肪酸的生物合成,特别是棕榈油酸(C16︰1)和油酸(C18︰1)显著积累,而饱和脂肪酸的含量则显著降低,表明Eh V-FAD与酵母Δ9FAD具有类似的生物学功能。海洋病毒中脂质代谢相关新基因功能的确定,有助于从代谢角度深入认识海洋病毒-宿主的互作关系,也为相关功能基因在生物技术领域的应用提供科学依据。

陆地棉膜结合脂肪酸去饱和酶基因家族的全基因组鉴定及表达分析

膜结合脂肪酸去饱和酶(fatty acid desaturase,FAD)是生物合成不饱和脂肪酸的关键酶。本研究以陆地棉基因组数据为基础,利用生物信息学方法对棉花FAD基因家族进行全基因组鉴定和进化分析。结果表明,陆地棉基因组中共含有37个FAD基因,进化分析发现这些基因分为4个亚家族,各亚家族成员数量不一,但相同亚家族成员含有相似的基因结构和保守基序。共线性分析发现28对复制基因全为片段复制基因,且都经历了严格的纯化选择作用。此外,在陆地棉FAD基因的启动子区域,发现了丰富的响应植物激素信号和逆境胁迫的顺式作用元件。转录组分析表明,陆地棉FAD基因家族响应干旱和盐胁迫,定量PCR分析表明施加外源褪黑素显著影响了FAD基因的表达。本研究结果为进一步解析FAD家族基因的功能奠定了基础。

紫苏ω-3-脂肪酸去饱和酶8基因的克隆与功能研究

ω-3-脂肪酸去饱和酶8(fatty acid desaturase 8,FAD8)作为一种脱氢酶,在饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)向不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid,UFA)的转化中发挥关键作用,有利于提高植物的抗寒性。然而,目前仍不清楚FAD8在紫苏中的表达水平是否受低温调节。基于转录物组数据,1个FAD8基因被克隆与鉴定,并在烟草中成功表达。该基因被命名为PfFAD8,其全长编码序列为为1317 bp,编码438个氨基酸,预测分子量为50 kD,理论等电点为9.13。我们的研究表明,紫苏茎10℃低温处理4 h,PfFAD8的表达量是常温时的5.6倍,37℃高温处理4 h,其表达量与常温时相比减少了9.1倍,说明PfFAD8是一个低温诱导型基因,低温促进其表达,高温抑制其表达。为了进一步证实这一结果,我们构建了35S::PfFAD8载体,并通过农杆菌介导的叶盘法转化到烟草中。过度表达PfFAD8基因的转基因烟草叶片表现出明显较高的UFA(如亚油酸(C18:2)和棕榈酸(C16:0))含量和较高的抗寒性。此外,PfFAD8在转基因烟草叶片中的过量表达增加了丙二醛(MDA)和脯氨酸(PRO)的含量,并在一定程度上增强了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的防御酶活性,这可能会防止UFA的下降。综上所述,PfFAD8可能参与了脂质的去饱和过程,导致膜的稳定性增加或诱导了其他与抗寒性有关的基因,如十八烷酸途径或脂质过氧化产物。因此,PfFAD8的过表达可能有助于生产抗寒品种。

高脂促进脂肪酸去饱和酶1基因启动子区DNA甲基化并下调其表达

目的探究高脂是否通过促进脂肪酸去饱和酶1(Fads1)基因启动子区甲基化抑制其表达。方法通过高脂饮食喂养大鼠构建高三酰甘油血症模型,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和酶联免疫吸附实验(ELISA)检测大鼠体内Fads1表达水平;采用BSP克隆测序法(bisulfite sequencing PCR)评估Fads1启动子区甲基化水平,并分析其与大鼠血浆三酰甘油含量之间的关系;体外培养大鼠肝细胞系BRL-3A,利用医用脂肪乳和5-氮杂胞苷(5-Aza,DNA甲基转移酶抑制剂)干预细胞,检测并分析Fads1启动子区甲基化水平与Fads1表达的相关性;构建Fads1启动子区报告基因质粒,利用M.SssI(CpG甲基转移酶)干预细胞后,检测Fads1启动子区转录活性。结果相较于对照组,高脂饮食组的大鼠血浆及脂肪乳干预组的BRL-3A细胞中三酰甘油含量显著升高,Fads1表达水平明显降低。Fads1启动子区CpG岛DNA甲基化水平在高脂饮食组大鼠肝脏组织中显著升高,与其血浆三酰甘油含量呈正相关。相比于对照组,5-Aza能上调BRL-3A细胞中Fads1 mRNA水平,而M.SssI可以使Fads1启动子区转录活性显著降低。结论高脂可促进Fads1启动子区甲基化修饰,显著抑制大鼠肝脏Fads1的表达。该研究揭示了Fads1基因表达的表观遗传调控模式。

△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.

蓖麻和线虫的两种不同结构脂肪酸去饱和酶的原核表达

目的:通过在原核表达系统中表达蓖麻的可溶性脂肪酸去饱和酶基因和线虫的fat-1脂肪酸去饱和酶基因,为脂肪酸去饱和酶序列结构与功能的研究奠定基础。方法:将蓖麻RCD△9脂肪酸去饱和酶和线虫fat-1脂肪酸去饱和酶基因亚克隆到大肠杆菌BL21表达载体pET32a+中,获得重组表达载体pET32a+-R9,pET32a+- F1,并通过SDS-PAGE和Western Blotting鉴定蛋白的表达情况。结果:经PCR和测序鉴定,证实两个重组质粒含有目的基因片段;SDS-PAGE和Western Blotting证实两种蛋白在大肠杆菌中获得表达,但表达量具有明显的不同;Anthepro软件对蛋白跨膜结构的分析,验证蓖麻△9脂肪酸去饱和酶和线虫fat-1脂肪酸去饱和酶在结构上的不同。结论:蓖麻的RCD脂肪酸去饱和酶和线虫的fat-1脂肪酸去饱和酶都得到了表达,但线虫fat-1脂肪酸去饱和酶表达量偏低;这可能与fat-1脂肪酸去饱和酶是一类跨膜蛋白的性质直接相关。因此,对于线虫fat-1脂肪酸去饱和酶的基于蛋白纯化的结构分析有待进一步的研究。

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。

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。

高等植物脂肪酸去饱和酶及编码基因研究进展

生物膜是细胞、细胞器与外界环境连接的界面,是温度胁迫伤害发生的原初位点。细胞膜脂不饱和脂肪酸含量和组分是影响生物膜相变的主要因素,进而影响植物在温度胁迫下的抗性。脂肪酸去饱和酶是脂肪酸代谢过程中的关键酶,调节细胞膜中脂肪酸的含量和组分。笔者根据脂肪酸去饱和酶在催化反应中的先后顺序将其分为3类,分别阐述这3类脂肪酸去饱和酶与温度胁迫下植物适应性的关系,综述了近年来国内外脂肪酸酶去饱和酶及编码基因的克隆、功能鉴定、表达调控等方面的研究进展,对应用基因工程技术培育出温度抗性较强植物品种的研究进行了展望。

花生Δ^(12)-脂肪酸去饱和酶基因RNAi表达载体的构建

利用RNAi原理构建花生Δ12-脂肪酸去饱和酶基因的hpRNA表达载体,以抑制该基因的表达,获得高油酸/亚油酸比值的花生种质。根据花生Δ12-脂肪酸去饱和酶基因序列(GenBank:AF248739)设计引物,以豫花4号花生品种DNA为模板,克隆了该基因的启动子及长度约500 bp的外显子片段,在此基础上构建完成由自身启动子引导的花生Δ12-脂肪酸去饱和酶基因的反向重复片段RNAi载体pCAMBIA1301-Afad12Ri。

植物抗寒工程中脂肪酸去饱和酶研究进展

低温是影响植物生长的重要因素之一。本文介绍了多不饱和脂肪酸与植物抗寒性的正相关关系,并从脂酰-ACP去饱和酶、脂酰-CoA去饱和酶、脂酰-脂去饱和酶等几个方面综述了近几年里与植物抗寒性相关的脂肪酸去饱和酶基因的克隆、功能鉴定、表达调控等方面的研究进展。也讨论了一些对不饱和脂肪酸和植物耐低温间因果关系存在争议的研究报道。展望了应用基因工程技术培育出抗寒抗冻性较强的林业木材品种。

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.

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。

红芪多糖对非酒精性脂肪肝大鼠脂代谢及硬脂酰辅酶A去饱和酶1基因表达的影响

目的观察红芪多糖对非酒精性脂肪肝(NAFLD)大鼠脂代谢及调控基因硬脂酰辅酶A去饱和酶1(SCD-1)表达的影响,探讨其对NAFLD的干预效应。方法受试动物按随机数字表法分为空白组和实验组,实验组采用高脂饲料喂养8周造模,随机分为模型组、阳性对照组、红芪多糖组,药物干预8周后分别检测各组大鼠血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)水平及三酰甘油(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-c)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-c)含量,采用半定量PCR检测肝脏SCD-1基因表达。结果与空白组比较,模型组大鼠血清ALT、AST和LDL-c、TC、TG升高(P<0.05,P<0.01),HDL-c降低(P<0.01);SCD-1基因表达降低(P<0.01);与模型组比较,红芪多糖组血清ALT、AST降低(P<0.01),LDL-c、TC、TG降低(P<0.05,P<0.01),HDL-c升高(P<0.01);肝组织SCD-1基因表达升高(P<0.01)。结论红芪多糖具有调节NAFLD大鼠脂代谢紊乱和促进调控基因SCD-1表达的作用。

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。

脂肪酸去饱和酶参与植物对胁迫的响应

植物常受到温度、盐和干旱等非生物以及病原菌和昆虫等生物胁迫。全面了解脂肪酸的去饱和、动员和调控将有助于提高植物对非生物和生物胁迫的耐受性。文章对近年植物脂肪酸在去饱和、动员和调控非生物和生物胁迫上的研究进展进行综述,并对脂肪酸去饱和酶的调控进行讨论。