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昆明动物所揭示细胞色素b5还原酶在多聚不饱和脂肪酸生物合成中的作用机理
日期:2016-01-25 |来源:昆明动物研究所 | 【 【打印】【关闭】浏览次数:

   多聚不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids,PUFAs),如花生四烯酸 (AA, C20:4n-6), 二十碳五烯酸(EPA,C20:5n-3) 和 二十二碳六烯酸 (DHA,C22:6n-3),具有两个以上的不饱和键,不仅是构成生物膜的结构分子,而且也是胞内外重要的信号分子。多聚不饱和脂肪酸代谢紊乱会引起生长、发育和行为等缺陷,和很多人类重大疾病相关。 

  多聚不饱和脂肪酸的合成由多个酶参与,来自NADP的电子经细胞色素b5还原酶(cytocytochrome b5 reductase, Ncb5or)、细胞色素b5(cytochrome b5),传递给去饱和酶 (desaturase),激活的去饱和酶在特定的碳链位置引入双键。不同的去饱和酶(如Δ5、Δ6、Δ9、Δ12等去饱和酶)是使用同一电子传递链还是不同的电子传递链发挥功能呢?它们在不同物种中的相互关系如何呢? 

  和其它物种相比,模式生物秀丽线虫基因组具有合成多聚不饱和脂肪的所有去饱和酶基因,是研究细胞色素b5还原酶、细胞色素b5和去饱和酶相互关系的良好动物模型。中国科学院昆明动物研究所梁斌学科组张玉茹博士和其他研究生通过比较基因组,在秀丽线虫基因组中找到了3个可能编码细胞色素b5还原酶的基因。进一步的功能研究发现,编码细胞色素b5还原酶的基因hpo-19和T05H4.4功能相同,下调hpo-19和T05H4.4的表达,降低了多聚不饱和脂肪酸的含量,影响秀丽线虫的生长发育和脂肪含量。通过添加外源脂肪酸检测去饱和酶活性发现,HPO-19和T05H4.4影响FAT-1(n3去饱和酶)、FAT-2(Δ12去饱和酶)、FAT-3(Δ6去饱和酶)和FAT-4(Δ5去饱和酶),表明秀丽线虫中这四个去饱和酶共用相同的细胞色素b5还原酶传递电子。同时还发现,下调hpo-19和T05H4.4的表达,反馈促进了Δ9去饱和酶的表达和活性。该研究也表明,不同物种中细胞色素b5还原酶、细胞色素b5和去饱和酶构成的复合物体系可能不一样,但它们之间的协同进化关系还有待深入研究。 

  该研究工作已接受并在线发表在脂代谢领域期刊BBA-Molecular and Cell Biology of Lipids (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138819811600010X)。

    该项研究工作得到了中科院先导B专项、国家自然科学基金、云南省自然科学基金、云南省高端人才项目的资助。 

   

  图注:在秀丽线虫多聚不饱和脂肪合成中,FAT-1(n3去饱和酶)、FAT-2(Δ12去饱和酶)、FAT-3(Δ6去饱和酶)和FAT-4(Δ5去饱和酶)共用相同的细胞色素b5还原酶,但Δ9去饱和酶需要其它细胞色素b5还原酶。 

 
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