极长链脂肪酸的合成缺陷对酵母细胞膜的稳定性和多烯类药物敏感性的影响

【背景】脂肪酸延长酶家族参与脂肪酸代谢具有真核生物的高度保守性,且与膜脂的代谢密切相关。但细胞极长链脂肪酸(Very long-chain fatty acid,VLCFA)的合成缺陷对膜的稳定性及多烯类药物的敏感性影响并不完全明晰。【目的】探究细胞VLCFA延长酶ELO1、ELO2和ELO3的作用及功能。【方法】研究脂肪酸延长酶缺陷型elo1△、elo2△和elo3△对多烯类药物两性霉素B (Amphotericin B,AmB)、制霉菌素(Nystatin,Ny)及唑类硝酸益康唑(Econazolenitrate,Eco)的响应,检测不同酵母细胞的麦角固醇,检测其对Na^+的响应及胞内钠钾离子水平。【结果】发现细胞VLCFA延长酶ELO2和ELO3缺陷后对AmB高度敏感;VLCFA延长酶缺陷突变株elo2△和elo3△对其它多烯类药物Ny及唑类药物Eco也十分敏感;细胞膜不饱和脂肪酸增加也会改变膜的稳定性,实验结果表明外源油酸(Oleic acid,OLA)增加了elo2△和elo3△突变体的AmB敏感性;相对野生型BY4741和elo1△,缺陷菌株elo2△和elo3△中麦角固醇的含量有显著下降;钠钾离子平衡是维护细胞正常生理的必要条件,也是检测细胞膜稳定性的重要参数,发现VLCFA的合成缺陷菌株对高浓度的NaCl比野生型菌株更敏感,使用ICP-AES检测不同浓度AmB胁迫下细胞内钠钾离子水平,也显示VLCFA延长酶缺陷菌株中,钠水平表现出上升趋势,并且细胞内钾含量明显降低。【结论】细胞VLCFA的合成缺陷会导致细胞膜更脆弱、稳定性下降,从而提高真菌对多烯类药物的敏感性,也表明脂肪酸延长酶是潜在的抗真菌治疗靶点。