脂肪酸合成途徑調控研究獲進展

2021-02-12 中科院之聲

近日，中國科學院昆明動物研究所梁斌課題組在脂肪酸合成途徑調控研究中取得進展。

不飽和脂肪酸，如油酸（OA）、花生四烯酸（AA）、DHA和EPA等是重要的脂類分子，參與生物膜構成、信號傳遞、能量儲存等。不飽和脂肪酸的合成由多個代謝酶。如去飽和酶（desaturases）、延長酶（elongase）等參與。脂肪酸去飽和化反應中，電子經細胞色素b5還原酶（cytocytochrome b5 reductase)傳遞給細胞色素b5（cytochrome b5），後者把電子傳遞給去飽和酶，激活的去飽和酶在脂肪酸碳鏈特定位置引入不飽和鍵，合成不飽和脂肪酸。但當前對於「識別不同脂肪酸碳鏈特定位置的不同去飽和酶是如何與相同或者完全不同的細胞色素b5還原酶和細胞色素b5組成電子傳遞複合物參與不飽和脂肪酸合成」的研究較為缺失。

模式生物秀麗線蟲有7個去飽和酶，分別是 FAT-1 至 FAT-7，參與合成如油酸（OA）、花生四烯酸（AA）、DHA 和 EPA 等所有不飽和脂肪酸。因此，秀麗線蟲是研究不飽和脂肪酸合成和調控的極佳動物模型。在以往研究中，梁斌課題組研究提出，FAT-1、2、3和4蛋白都具有一個細胞色素b5的結構域和一個去飽和酶結構域，電子經過細胞色素b5還原酶 HPO-19/T05H4.4 交給這些去飽和酶，合成多聚不飽和脂肪酸（BBA-Molecular and Cell Biology of Lipids, 2016）。FAT-5, 6和7是硬脂醯輔酶A去飽和酶（stearoyl-CoA desaturase, SCD），也稱之為Δ9去飽和酶。它們參與不飽和脂肪酸合成的第一步，即在飽和脂肪酸棕櫚酸C16:0和硬脂酸C18:0的第9位和10位碳原子間引入雙鍵，分別將其轉變為單不飽和脂肪酸棕櫚油酸C16:1(n-7)和油酸C18:1(n-9)。在以往研究中，梁斌課題組已揭示出SCD調控脂滴大小（Journal of Lipid Research，2013），發現金屬離子鋅和鐵互相拮抗調控 SCD 活性和脂肪合成（Journal of Lipid Research，2017，9月刊封面推薦）。然而，FAT-5、6和7蛋白缺乏細胞色素b5結構域，提示可能存在獨立的細胞色素b5蛋白。梁斌課題組通過蛋白同源性分析，在秀麗線蟲基因組中找到了2個可能編碼細胞色素b5的基因：cytb-5.1和cytb-5.2。進一步的功能研究發現，CYTB-5.1特異影響 FAT-6/7 的功能，參與 C18:0 轉化為C18:1(n-9)；而 CYTB-5.2 特異影響 FAT-5 的功能，參與 C16:0 轉化為C16:1(n-7)。蛋白共定位和免疫共沉澱實驗也證實，CYTB-5.1 和 CYTB-5.2 能夠分別和 FAT-6/7 和 FAT-5 相互作用。此外，CYTB-5.1 和 CYTB-5.2 的功能受阻，影響秀麗線蟲的脂肪累積、後代數目和壽命。

相關研究成果發表在國際脂代謝領域期刊 BBA-Molecular and Cell Biology of Lipids 上。該研究得到了國家自然科學基金、中國博士後科學基金、中科院戰略性先導科技專項的資助。

昆明動物所脂肪酸合成途徑調控研究獲進展


來源：中國科學院昆明動物研究所

相關焦點

  • BBA-Mol Cell Biol L:脂肪酸合成途徑調控研究獲進展
    近日，中國科學院昆明動物研究所梁斌課題組在脂肪酸合成途徑調控研究中取得進展。但當前對於「識別不同脂肪酸碳鏈特定位置的不同去飽和酶是如何與相同或者完全不同的細胞色素b5還原酶和細胞色素b5組成電子傳遞複合物參與不飽和脂肪酸合成」的研究較為缺失。模式生物秀麗線蟲有7個去飽和酶，分別是FAT-1至FAT-7，參與合成如油酸（OA）、花生四烯酸（AA）、DHA和EPA等所有不飽和脂肪酸。因此，秀麗線蟲是研究不飽和脂肪酸合成和調控的極佳動物模型。
  • 研究發現蛋白質翻譯後修飾通過泛素化降解途徑調節脂肪酸合成的新...
    該研究發現腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）通過磷酸化增加內質網錨定蛋白Insig的活性，進而抑制肝臟脂質合成的功能，揭示了蛋白質翻譯後修飾通過泛素化降解途徑調節脂肪酸合成的新機制。肝臟脂肪酸從頭合成的增加在非酒精性脂肪肝的發生發展過程中扮演著重要角色。AMPK是真核生物主要的能量感應因子，在能量應激的情況下感應細胞內升高的AMP：ATP和ADP：ATP水平，通過抑制合成代謝，促進分解代謝使能量達到穩態。AMPK作為機體重要的能量感應因子，調控著蛋白質、脂肪和糖代謝等過程。二甲雙胍是臨床中治療2型糖尿病的首選藥物，能夠通過激活AMPK改善機體糖脂代謝紊亂。
  • 轉錄因子調控水稻細胞壁合成機理研究獲進展
    近期研究團隊從反向遺傳學途徑，利用酵母單雜技術，對調控水稻細胞壁纖維素合成的轉錄因子OsMYB61進行文庫篩選，獲得NAC家族的一個轉錄因子OsSND2，研究表明OsSND2能夠結合OsMYB61的啟動子，調控OsMYB61的功能表達，影響纖維素的合成，從而導致細胞壁的結構變異。
  • 上海交大生命科學技術學院在中鏈脂肪酸合成硫酯酶的定向設計方面...
    醯基鏈長為六到十個碳原子的中鏈脂肪酸（MCFAs, C6–C10）及衍生物具有獨特的應用價值。與長鏈組分相比，中鏈烷烴/烯烴及脂肪酸酯更適合用來替代汽油等現有化石燃料；中鏈脂肪酸還具有抗菌、免疫調控等效果，使相關衍生物廣泛應用於食品、藥物生產中。近年來脂肪酸的微生物合成取得了許多進展，但產物中應用價值更高的中鏈脂肪酸含量仍然較低。
  • 蛋白醯化修飾調控天然產物生物合成研究取得進展
    近期，中國科學院上海藥物研究所譚敏佳課題組與華東理工大學葉邦策課題組合作研究，揭示了蛋白賴氨酸醯化修飾在天然產物的生物合成代謝通路中的調控新機制，研究工作發表在8月Cell Chemical Biology（
  • 研究解析真菌棒麴黴素生物合成的分子途徑及調控機制
    因此，解析真菌中棒麴黴素生物合成的分子基礎，並闡明其合成途徑及調控機制，對創製果實採後棒麴黴素防控技術至關重要。中國科學院植物研究所田世平研究組長期從事果實採後病理學研究。研究團隊前期從擴展青黴（Penicillium expansum）中鑑定到一個含有15個基因的棒麴黴素合成基因簇，證明了該簇中基因對棒麴黴素合成的調控作用，揭示了棒麴黴素生物合成的分子基礎，並發現響應環境pH信號的轉錄因子PePacC能通過調控該基因簇中基因表達控制棒麴黴素合成。
  • 上海生科院等在脂質代謝調控研究中獲進展
    李伯良與宋保亮長期合作從事膽固醇代謝調控研究，他們發現膽固醇酯合成酶ACAT2通過在其277位的半胱氨酸殘基上進行泛素化修飾而降解，膽固醇和脂肪酸誘導的ROS可氧化該半胱氨酸殘基，從而抑制ACAT2 膽固醇和脂肪酸調控ACAT2泛素化降解的示意圖
  • 模擬生物礦化合成碳酸鈣礦物材料研究獲重要進展
    首頁 » 人物 » 模擬生物礦化合成碳酸鈣礦物材料研究獲重要進展 模擬生物礦化合成碳酸鈣礦物材料研究獲重要進展 來源：合肥微尺度物質科學國家實驗室
  • 檸檬烯微生物合成研究獲進展
    近日，中國科學院大連化學物理研究所合成生物學與生物催化創新特區研究組研究員周雍進與西北農林科技大學副教授楊曉兵合作，在Biotechnology Advances上，發表了題為Microbial production of
  • 檸檬烯微生物合成研究獲進展
    ：Achievements and perspectives的綜述論文，討論近年來學界通過合成生物學和代謝工程策略構建微生物細胞工廠，生產高價值萜類化合物檸檬烯及其衍生物的研究進展。合成生物學和代謝工程的快速發展為構建微生物細胞工廠、實現檸檬烯及其衍生物的可持續高效生產提供了新思路。該研究介紹微生物檸檬烯規模化生產面臨的挑戰，包括高效代謝路徑關鍵酶發掘與表徵、宿主細胞代謝嚴謹調控、檸檬烯及其衍生物生物毒性等。
  • 武漢植物園「一種調控植物黃酮醇合成的基因及應用」獲國家發明專利授權
    ）獲國家發明專利授權。大量研究表明淫羊藿中主要活性成分為類黃酮化合物，特別是C8位置異戊烯修飾的黃酮醇苷類化合物。例如，常用於淫羊藿藥材質量控制和化學型分類的四種主要活性成分，朝藿定A，B，C和淫羊藿苷(EpimedinA, B, C, Icariin)，均屬於黃酮醇苷類化合物。黃酮醇苷代謝物屬於類黃酮合成途徑中的黃酮醇分支途徑的末端產物。
  • 脂肪酸的合成代謝
    當機體有充足的還原力（NADPH）和結構單元（比如二碳和三碳分子），就會加速合成代謝，用於生長和儲存。三碳片段合成糖、脂、蛋白或核酸都可以，但人體中的二碳片段（乙醯輔酶A）只能用來合成脂類，主要是酮體、脂肪酸和膽固醇。不論來自糖還是脂，乙醯輔酶A都是在線粒體中形成的，要合成脂肪酸或膽固醇都必須進入細胞質。
  • 中科院版納植物園樟科植物比較轉錄組學研究獲進展
    在前期系統發育基因組學的基礎上，版納植物園生物多樣性研究組研究人員及其合作者分別選取滇潤楠（Machilus yunnanensis）和滇新樟（Neocinnamomum caudatum）為實驗材料，完成了比較轉錄組分析研究。 　　滇潤楠花朵、花苞及葉片轉錄組數據獲得了37,877個差異表達的轉錄本序列，其中各有121個和111個顯著差異表達基因被歸類到開花調控網絡和激素調控網絡。
  • 中山大學肖仕課題組發文綜述總結脂質調控植物低氧應答的研究進展
    中山大學肖仕課題組發表特邀綜述總結脂質調控植物低氧應答的研究進展責編 | 逸雲目前，極端氣候頻繁發生已有研究揭示，植物細胞通過類泛素化N-末端蛋白降解機制，調控膜脂錨定的乙烯轉錄因子ERF-VII家族的穩定性，來實現對低氧脅迫的感知和信號轉導，表明膜脂分子在這一過程中起重要作用，但其作用機制一直不明確。
  • 遺傳發育所水稻次生壁形成調控機理研究獲進展
    遺傳發育所水稻次生壁形成調控機理研究獲進展 2017-11-28 遺傳與發育生物學研究所 【例如，水稻中次生壁合成水平與質量直接關係到株高、抗倒伏性等重要的農藝性狀，因而其合成受到嚴格調控。研究發現，大量NAC、MYB等類型的轉錄因子構成複雜的網絡，以應答植物體內外各種信號、精準調控次生壁生物合成。然而，迄今為止鑑定到的負調控因子極少。
  • 萜類化合物合成研究取得進展
    中國科學院天津工業生物技術研究所研究員張學禮帶領的微生物代謝工程研究團隊，前期在改造大腸桿菌生產類胡蘿蔔素方面有較好的研究基礎，一方面通過對中央代謝途徑的系統改造提高ATP和NADPH供給，解決萜類化合物合成途徑中輔因子不足的問題；另一方面，通過細胞膜形態和細胞膜合成的改造提高大腸桿菌的細胞膜含量，解決萜類化合物在底盤細胞中的存儲問題。
  • 氧化脫羧合成1-烯烴研究獲新進展
    近日，揚州大學生物科學與技術學院教授王喜慶團隊在通過氧化脫羧合成1-烯烴方面取得重要研究進展，相關成果發表在美國化學期刊ACS Catalysis上。1-烯烴作為一種理想的下一代能源物質與重要的化工原料，其合成方式受到廣泛關注。目前，1-烯烴主要通過傳統的石油工業產品乙烯聚合而成，但通過該方法只能得到偶數碳鏈長度的烯烴。
  • 樟科植物比較轉錄組學研究獲進展
    樟科樹種具有多種經濟用途，許多種類的種子富含脂肪酸。然而，這一類群的遺傳學與基因組學研究背景十分薄弱，目前僅有鱷梨（Persea americana）、山胡椒（Lindera glauca）和山雞椒（Litsea cubeba）等少數種類的轉錄組學數據公布。
  • 深圳先進院等在合成酵母菌研究中獲進展
    深圳先進院等在合成酵母菌研究中獲進展 2018-05-24 深圳先進技術研究院 【字體：該研究在SCRaMbLE的基礎上，開發了一套「快速、高效和普適的」方法，在需要的時候人為誘導合成酵母內基因組重排，產生序列的隨機刪除、重複、顛倒等過程，徹底打亂原有基因組，在短時間內實現基因組序列由「1」到「N」的變化，獲得具有重要工業應用價值的菌株
  • 調控肌內脂肪沉積的分子機制研究進展
    目前，肌內脂肪細胞來源及其分化沉積調控等已成為研究熱點之一。本文主要從肌內脂肪細胞來源及其分化沉積調控的關鍵基因、信號通路等方面綜述了調控肌內脂肪沉積的分子機制的相關研究進展。1 、肌內脂肪細胞來源在哺乳動物中，主要有棕色、米色和白色3 種脂肪細胞。