脂肪酸去饱和酶2基因在糖脂代谢中的研究进展

脂肪酸去饱和酶2(FADS2)基因编码δ6去饱和酶(D6D),是脂肪酸去饱和酶基因家族中的一员。D6D催化必需脂肪酸亚油酸和α-亚麻酸转化为长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFA),是LC-PUFA生物合成途径的关键酶。LC-PUFAs在调节生物体的糖脂代谢方面发挥至关重要的作用。近年来,D6D活性及FADS2基因单核苷酸多态性(SNP)也成为研究糖脂代谢的热点。本文就FADS2基因在糖脂代谢中的作用做一综述。

肿瘤坏死因子α介导银屑病脂肪酸去饱和酶2低表达

目的探讨脂肪酸去饱和酶2(FADS2)在银屑病皮损中的表达变化及其影响因素。方法通过Gene Expression Omnibus(GEO)数据集GDS4602统计分析银屑病患者皮损FADS2的表达变化。取5只咪喹莫特诱导的C57BL/6小鼠银屑病模型背部皮肤,并取收集于上海市皮肤病医院的人正常对照皮肤和银屑病患者英夫利西单抗治疗前及10周后的皮损组织标本各4份以及司库奇尤单抗治疗前及12周后的皮损组织标本各3份,免疫组化染色检测表皮中FADS2的表达。体外培养的人永生化角质形成细胞HaCaT用50 ng/ml肿瘤坏死因子α(TNF-α)刺激0、6、12或24 h,用200 ng/ml白细胞介素17A(IL-17A)刺激0、6、12 h;用TNF-α单独或联合NF-κB通路抑制剂BAY 11-7082(5μmol/L)刺激6 h。处理完成后,实时荧光定量PCR(qPCR)、Western印迹法分别检测FADS2 mRNA和蛋白的相对表达量。采用单因素方差分析法和t检验进行统计分析。结果GDS4602统计结果显示,与人正常皮肤对照组FADS2基因表达水平(2.035±1.226)相比,银屑病皮损(0.656±0.475)及非皮损(1.503±1.062)组织中显著降低,F值分别为55.17、3.07,P值分别<0.001、=0.012,并且皮损处显著低于非皮损处(F=26.27,P<0.001)。Western印迹和免疫组化染色显示,与正常对照组小鼠皮肤FADS2蛋白表达(灰度值比值:1.000;荧光强度:30.720±6.850)相比,咪喹莫特组小鼠皮损表达显著降低(灰度值比值:0.463±0.172,t=7.00,P=0.002;荧光强度:21.840±3.125,t=3.15,P=0.035)。银屑病患者使用英夫利西单抗治疗10周后,皮损中FADS2蛋白表达(43.775±3.342)较未治疗时(27.950±1.218)显著升高(t=-6.95,P=0.006);而使用司库奇尤单抗治疗12周后的银屑病患者皮损处FADS2蛋白表达(28.667±3.402)与治疗前(31.933±2.987)比较没有显著升高(t=2.72,P=0.113)。qPCR显示,与HaCaT细胞TNF-α0 h组相比,TNF-α6 h组、12 h组FADS2 mRNA相对表达量显著降低(P值分别为0.002、0.003);与IL-17A 0 h组相比,IL-17A 6 h组、12 h组相对表达量变化无统计学意义(P值分别为0.849、0.961)。与HaCaT细胞对照组(正常培养基培养,1.000)相比,TNF-α6 h组FADS2 mRNA相对表达量显著降低(0.682±0.132,t=4.82,P=0.017);与TNF-α6 h组相比,TNF-α+BAY 11-70826 h组显著升高(1.541±0.525,t=-3.58,P=0.037)。Western印迹显示,与HaCaT细胞TNF-α0 h组相比,TNF-α 24 h组FADS2蛋白相对表达量降低(F=6.24,P=0.013)。结论FADS2在银屑病皮损中表达下降,其表达下调可能与TNF-α有关。

△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.

紫苏脂肪酸去饱和酶基因PfFAD2的生物信息学及表达特性分析

为研究脂肪酸去饱和酶基因FAD2在紫苏脂肪酸合成机制中发挥的重要作用,对紫苏FAD2基因及其编码的蛋白质序列进行了详细的生物信息学分析。结果表明,紫苏FAD2基因cDNA全长序列为1 545 bp,ORF为1 149 bp,共编码382个氨基酸残基;紫苏FAD2蛋白属于亲水性蛋白,具有6个典型的跨膜螺旋区,含有PLN02505保守结构域,属于Membrane-FADS-like超蛋白家族;系统进化树分析结果表明,紫苏与芡欧鼠尾草的亲缘关系较近,与红花较远。利用荧光定量PCR技术分析紫苏不同组织以及不同发育时期的种子中FAD2基因的表达特性,结果表明,紫苏FAD2在开花后20 d的种子中表达量最高。研究结果可为进一步阐明紫苏脂肪酸代谢机制奠定理论基础。

瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachellii)脂肪酸去饱和酶FAD2和延伸酶ELOVL5的克隆及表达分析

脂肪酸去饱和酶(FAD,fatty acyl desaturase)及延伸酶(ELOVL,elongases of very long chain fatty acids)在鱼类脂肪代谢过程中发挥了重要作用。利用RT-PCR克隆得到瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachellii)肝脏中控制高不饱和脂肪酸合成的(FAD2)和(ELOVL5)基因cDNA序列。瓦氏黄颡鱼FAD2cDNA片段长2041bp,编码447个氨基酸,含有3个组氨酸簇(HDx GH,Hxx HH,Qxx HH),含亚铁血红素结合基序(HPGG)的类似细胞色素b5结构域等。瓦氏黄颡鱼ELOVL5 cDNA片段长1065bp,编码294个氨基酸,含有组氨酸簇(Hxx HH)、内质网停留信号(K、R)和4个ELO共有的保守区域(Kxx Exx DT,Qxx FLHx YHH,Nxxx Hxx MYx YY,Txx Qxx Q)等结构域。荧光定量PCR分析表明,FAD2和ELOVL5 m RNA在瓦氏黄颡鱼脑、肝脏的表达量最高,显著高于肠道、脾脏、肾脏、鳃等组织。结果表明,瓦氏黄颡鱼具有合成高不饱和脂肪酸的关键酶FAD2和ELOVL5,且肝脏为合成高不饱和脂肪酸的主要场所。

杜氏盐藻DsFAD2基因的鉴定及缺氮胁迫下表达分析

[目的]w-6脂肪酸去饱和酶2(FAD2)催化油酸(18∶1)去饱和形成亚油酸(18∶2),是多不饱和脂肪酸合成过程中的第一个关键酶。为了探究DsFAD2在盐藻油脂合成积累中的作用。[方法]本文以运城盐湖分离的富油杜氏盐藻(Dunaliella salina)株系(YC-011)为材料,利用高保真PCR技术克隆盐藻DsFAD2基因,并对DsFAD2编码蛋白进行了跨膜区、高级结构及氨基酸序列比对等一系列生物信息学分析。应用qRT-PCR检测DsFAD2基因在氮(N)胁迫培养条件下的表达模式。[结果]DsFAD2蛋白定位于内质网中,有5个跨膜区,具有典型膜结合蛋白的结构特征。此外,DsFAD2也具有所有FAD2蛋白家族所特有的3个组氨酸保守区和芳香族氨基酸序列。系统发育分析发现杜氏盐藻DsFAD2与莱茵衣藻CrFAD2、团藻VcFAD2亲缘关系最近。qRT-PCR表明,与正常培养的杜氏盐藻相比,缺N培养显著诱导DsFAD2上调表达,N胁迫8d时DsFAD2的表达量是未胁迫对照的2.8倍。[结论]DsFAD2参与杜氏盐藻N胁迫响应,促进多不饱和脂肪酸形成,增强藻细胞抗逆性。本研究为进一步解析N胁迫条件下藻细胞油脂富集及响应分子机制提供了科学参考。

脂肪酸去饱和途径在肿瘤发生发展中的作用

肿瘤的发生发展与肿瘤代谢异常密切相关。近几年,脂肪酸代谢在肿瘤代谢研究中越来越受到关注,脂肪酸的合成代谢在肿瘤细胞的生长、转移和化疗效果提升中发挥关键性的作用。脂肪酸除了作为细胞膜基质结构成分外,还是重要的二级信使,同时可以作为机体能量的来源。不饱和脂肪酸由饱和脂肪酸通过去饱和途径作用转化而来。由硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)所催化的单不饱和脂肪酸是生物体细胞膜必需的组分之一。肿瘤细胞脂肪酸代谢中的去饱和途径由于新的替代方式的出现近年来备受关注,即由脂肪酸去饱和酶2 (FADS2)介导生成sapienate的去饱和途径。该文综述归纳总结了脂肪酸去饱和途径中关键酶(SCD和FADS2)及甾醇调节元件结合蛋白1 (SREBP1)在肿瘤的发生发展中的作用及最新研究,旨在对基于肿瘤脂肪酸代谢的治疗及调控靶点进行进一步的挖掘和探索。

楤木属FAD2基因家族的鉴定及生物信息学分析

聚炔类化合物(PAs)是一类主要由桔梗类植物产生、具生物活性的植物特异性防御物质。其上游合成步骤由脂肪酸去饱和酶2(FAD2)催化。本文以PA的主要来源植物之一,桔梗类的五加科楤木属(Aralia)为研究对象,对楤木(A.elata(Miq.)Seem.)和龙眼独活(A.fargesii Franch.)的FAD2基因家族进行鉴定,并对其保守基序、结构域、染色体分布、基因共线性、进化关系、分子演化速率以及表达情况进行分析。结果显示,楤木属的FAD2基因家族经历了广泛扩张,这可能是通过全基因组加倍/片段重复实现的;不同功能的FAD2保守基序完全一致,但楤木属不同生活型(草本vs.木本)代表物种FAD2的保守基序却产生了分化;楤木中可能有4个不同功能的FAD2基因,其在不同组织中的表达情况不同。本研究可为后续楤木属的物种鉴定、聚炔类物质合成新基因的挖掘以及桔梗类植物具高度多样化PAs分子机制的揭示提供参考。

光唇鱼fads2基因克隆及其在不同温度对比下的表达

为探究光唇鱼不饱和脂肪酸合成关键酶脂肪酸去饱和酶2(fads2)对鱼类不饱和脂肪酸合成的调控,首先对fads2基因克隆,得到克隆基因序列后对fads2基因的结构进行了生物信息学分析,并且在不同温度梯度下饲养光唇鱼,使用实时荧光定量(qRT-PCR)测定不同温度下fads2基因的表达量差异,对比不同温度下fads2基因的表达量。生物信息学分析该基因为亲水性蛋白,结构稳定,含有与脂肪酸合成有关的Cyt-b5结构域。从fads2的定量表达结果来看,在28℃条件下fads2表达量显著上调(P<0.05),研究表明,fads2基因的表达量与温度有关。研究结果有助于深入了解光唇鱼fads2基因的结构和功能,为进一步的研究鱼类脂质代谢提供理论基础,从而选育出高不饱和脂肪酸合成较高的优良光唇鱼品种。

FADS2 rs3834458基因多态性与中国汉族人群冠心病易感性的相关性研究

目的:探讨脂肪酸去饱和酶2(FADS2)基因rs3834458位点多态性与中国汉族人群冠心病易感性的关系。方法:随机抽取青岛地区汉族人群中149名无血缘关系的健康体检人群为对照组以及我院收治的192例冠心病患者为冠心病组。采用聚合酶链反应(PCR)对健康人群、冠心病患者进行FADS2 rs3834458基因分型,检测受试者的生化指标,采用x2检验、t检验、Wilcoxon秩和检验和Logistic回归进行统计学分析。结果:冠心病组男性比例、年龄、体重指数(BMI)、血糖(GLU)、总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)、丙氨酸氨基转移酶(ALT),天冬氨酸氨基转移酶(AST)、γ-谷氨酰转移酶(GGT)、碱性磷酸酶(ALP)均显著高于对照组(P<0.05),而高密度脂蛋白(HDL-C)水平明显低于对照组(P<0.05)。两组间的基因型分布和等位基因频率比较无显著差异(P>0.05)。性别(男性)、年龄、GLU、TC和HDL-C(<1.00 mmol/L)是冠心病发生的独立危险因素(OR=3.57,1.14,1.34,3.50,2.89)。FADS2rs3834458有T/T、T/del、del/del三种基因型,而T等位基因不是冠心病发生的独立危险因素(P=0.641)。结论:FADS2 rs3834458基因多态性与中国汉族人群中冠心病发病风险无明显相关性。