小鼠elovl2与△6 desaturase及线虫sfat1三基因共转促进EPA向DHA转化的研究

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:artec1
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二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)是长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFAs)的两种对人体健康起重要作用的ω-3系列脂肪酸。EPA和DHA含有五个和六个不饱和键的特有结构,使得它们对人类健康有特殊的作用和影响。已经证实EPA对治疗冠状动脉心脏病、高血压和炎症(例如风湿性关节炎)有效。DHA是神经系统细胞生长及维持的一种主要元素,是大脑和视网膜的重要构成成分,在人体大脑皮层中含量高达20%,在眼睛视网膜中所占比例最大,约占50%,因此,对智力和视力发育至关重要。ω-3系列脂肪酸和ω-6系列脂肪酸在哺乳动物中的含量差异很大,即ω-6系列脂肪酸含量较多,而ω-3系列脂肪酸含量极少,医学研究表明,超过于一定含量的ω-6脂肪酸:ω-3脂肪酸比值,可能会增加一些疾病的概率。现代西方饮食两者之间的比值通常超过10:1,有的高达30:1。最佳比例被认为是4:1或更低。日常饮食中,ω-3脂肪酸的主要来源是冷水鱼。目前市场中EPA、DHA主要来自于海产鱼油。但是二者在鱼油中的含量并不稳定,因为受到鱼的品种、季节及产地的影响二者在鱼油中的含量为4%-40%之间。此外,所用的原材料昂贵,鱼油的生产工艺比较复杂,所需要的各种设备条件都比较高,因此产品价格昂贵;鱼油还存在极易于氧化并且带有鱼腥味的问题,使得EPA、DHA的生产和疗效都受到一定程度的限制。因此,通过新兴的生物基因工程技术,研究获得高产量的EPA、DHA的新途径是形势所趋,目前大多数研究的成果是获得较高产量EPA,而DHA的产量相对比较低,由于已证实EPA会导致性早熟,因此研究获得DHA的生物工程途径具有重要的意义。△6desaturase和e1ovl2延长酶是存在于多烯脂肪酸代谢途径中的两种酶,在哺乳动物细胞内这两种酶可以促进EPA转化为DHA;而已有前人验证一种类似于线虫fat1基因的sfat1去饱和酶可以促使花生四烯酸AA转化为EPA,AA属于ω-6系列脂肪酸在人体及哺乳动物体内的含量较高。在本实验中,首先构建了带有△6desaturase和elovl2延长酶的两个表达载体,将两个目的表达载体稳定转染中国仓鼠卵巢细胞CHO-K1,加入一定浓度的诱导底物EPA,测定细胞内EPA.DHA的含量,以此鉴定Δ6desaturase和elovl2延长酶在促进EPA向DHA转化的途径中发挥的功能。然后在前一步实验验证成功的基础上,我们继续构建了带有sfatl去饱和酶基因的表达载体,将这个表达载体和带有△6desaturase与elovl2延长酶的两种表达载体共同转染中国仓鼠卵巢细胞CHO-K1,加入一定浓度的诱导底物AA,测定细胞内多不饱和脂肪酸的含量,来验证三个基因是否协同作用促进AA生成EPA,进而转化为DHA。本实验结果表明:在加入EPA72小时后进行脂肪酸组成分析,和转染空载体的阴性对照组CHO-K1细胞相比,稳定表达目的基因Δ6desaturase和elovl2延长酶的CHO-K1细胞内DHA的含量增加6.57%,EPA的含量下降5.70%,说明A6desaturase和elovl2延长酶的过表达,可以增强哺乳动物细胞CHO-K1细胞内的EPA向DHA的转化,提高DHA的产量。该研究证实Δ6desaturase和elovl2延长酶促进EPA生成DHA的通路是可行的,为今后利用哺乳动物细胞生产多不饱和脂肪酸提供了一种新的模式。
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