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多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids,PUFA)是鱼类仔、稚鱼生长发育所必需的。目前,无脊椎动物和淡水鱼被证实是具有从头合成PUFA的能力,而海水鱼合成PUFA的能力缺乏或很弱。近年来研究发现,黄斑蓝子鱼(Siganus canaliculatus)、塞内加尔鳎(Solea senegalensis)等海水鱼可以将亚油酸和亚麻酸合成LC-PUFA(long-chain polyunsaturated fatty acid)。目前对于华南地区重要的海水养殖鱼类的卵形鲳鲹是否具有将亚油酸和亚麻酸转化成LC-PUFA的能力,还不清楚,且LC-PUFA合成通路上的关键酶,脂肪酸延长酶(Elongases of very long chain fatty acids,Elovls)和脂肪酸去饱和酶(Fatty acid desaturases,Fads)的功能研究也鲜有报道,因此阐明Elovls和Fads在PUFA合成途径中功能及转录调控机制,对于明晰PUFA合成途径中的网络调控通路具有重要意义,同时将有助于探明海水鱼类PUFA合成能力普遍低下的原因。为了研究卵形鲳鲹LC-PUFA合成的调控机制,本研究克隆了卵形鲳鲹LC-PUFA合成通路上的关键酶Elovl4a、Elovl4b、Elovl4-like和Fads2a、Fads6基因的c DNA,运用q PCR技术分析了其组织表达谱,利用酵母异源表达研究了其功能特征,采用启动子活性分析和点突变技术初步解析了Elovl4a和Fads6的转录调控机制。取得的主要结果如下:1.Elovls和Fads生物信息学和组织表达分析。Elovl4a、Elovl4b、Elovl4-like c DNA全长分别1606 bp、2430 bp、2180 bp,开放阅读框(ORF)分别编码320、305、263个氨基酸,其编码区氨基酸序列均含Elovl4家族的显著结构特征;多重序列比对显示,均与其他硬骨鱼类的同源蛋白具有较高的相似性;系统发育分析显示,Elovl4a、Elovl4b、Elovl4-like与其他物种的Elovl4类似蛋白聚为一大支。Fads2a和Fads6 c DNA全长分别为2041 bp、1594 bp,ORF分别编码442和380个氨基酸;多重序列比对显示,均与其他硬骨鱼的同源蛋白相似性较高,且具有Fads家族的显著结构特征。系统进化分析表明,Fads2a和Fads6分别与其他物种的同源蛋白聚为一支。组织表达谱分析显示,Elovl4a m RNA在脑组织中表达量最高;Elovl4b m RNA在雄性性腺、雌性性腺和脑组织中表达量最高;Elovl4-like m RNA在雄性性腺、脾、雌性性腺组织中表达量最高;Fads2a和Fads6 m RNA都在脑组织中表达量最高。2.Elovls和Fads基因的功能研究。利用酵母异源表达检测卵形鲳鲹Elovls和Fads基因功能。酵母异源表达分析表明,Elovl4a能将C18:3n-6延长为C20:3n-6,转化率为1.05%;Elovl4b能将C18:2n-6、C18:3n-6和C20:5n-3分别延长为C20:2n-6、C20:3n-6和C22:5n-3,转化率分别为5.16%、5.42%、9.35%;Elovl4-like能将C18:2n-6和C20:5n-3分别延长为C20:2n-6和C22:5n-3,转化率分别为0.83%和0.82%;Fads2a和Fads6都具有Δ4/Δ5/Δ8去饱和酶的功能。Fads2a和Fads6均能将C20:2n-6、C20:3n-6、C22:5n-3、C22:4n-6分别转化为C20:3n-6、C20:4n-6、C22:6n-3、C22:5n-6,Fads2a转化率分别为0.18%、0.56%、43.82%、1.24%,Fads6转化率分别为0.17%、0.54%、39.29%、1.04%。依据本实验室对卵形鲳鲹Elovls和Fads的功能研究结果来看,卵形鲳鲹是具有完整的不饱和脂肪酸合成通路的,其体内存在“延长酶-?8-?5”的合成通路。3.Elovl4a和Fads6的转录调控机制。通过构建一系列的缺失体及启动子活性分析,结果表明Elovl4a的核心启动子区域位于(-148 bp~+258 bp),且Elovl4a转录受转录因子过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARαb,Peroxisome proliferator-activated receptors)的正调控。点突变分析表明靶向突变PPARαb的M2结合位点(+209 bp~+223 bp)后,Elovl4a启动子的转录活性显著降低。此外,Fads6的核心启动子区域位于(-448 bp~+1 bp),其转录同样受PPARαb的正调控。点突变分析表明靶向突变PPARαb的M2结合位点(-113 bp~-87 bp)后,Fads6启动子的活性显著降低。