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梁斌课题组揭示硬脂酰辅酶A去饱和化酶调控脂滴大小的分子机理

来源:昆明动物所
摘要:因此,脂滴的形成和大小是机体维持能量平衡的重要因素。硬脂酰辅酶A去饱和酶(Stearoyl-CoADesaturase,SCD),也称之为Δ9去饱和酶,是脂肪合成、维持能量平衡的一个关键酶。它在饱和脂肪酸棕榈酸(C16:0)和硬脂酸(C18:0)的第9位和10位碳原子间引入双键,分别转变为单不饱和脂肪酸棕榈油酸(C16:1n-7)和油酸(C18:1n-9)。这......

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当机体摄入的能量多于消耗的能量时,多余的能量主要以甘油三酯和胆固醇酯的形式存储在脂滴(Lipid Droplets)中。因此,脂滴的形成和大小是机体维持能量平衡的重要因素。脂滴的过度增殖和增大,特别是在非脂肪组织如肝脏和肌肉中积累导致糖尿病、脂肪肝、动脉粥样硬化等代谢性疾病。

硬脂酰辅酶A去饱和酶(Stearoyl-CoA Desaturase, SCD),也称之为Δ9 去饱和酶,是脂肪合成、维持能量平衡的一个关键酶。它在饱和脂肪酸棕榈酸(C16:0)和硬脂酸(C18:0)的第9位和10位碳原子间引入双键,分别转变为单不饱和脂肪酸棕榈油酸(C16:1n-7)和油酸(C18:1n-9)。这些单不饱和脂肪酸是合成膜磷脂、甘油三酯、胆固醇酯和蜡酯等脂类的重要底物(Paton and Ntambi, 2009)。不饱和脂肪酸对维持生物膜的流动性、信号传递、能量平衡等非常重要。饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸比例的改变和很多重大疾病有关,如糖尿病、脂肪肝、动脉粥样硬化和癌症等。SCD1是瘦素(leptin)的靶基因(Cohen et al., Science,2002)。

无论是小鼠还是秀丽线虫,SCD基因的突变体脂肪含量显著下降。SCD是如何调控脂滴的大小或者数目还是两者来影响脂肪含量呢?为解决这一重要科学问题,梁斌课题组(硕士研究生李娟,中国科技大学联合培养)和美国华盛顿州立大学Jennifer Watts教授实验室(Shi Xun),以及南丹麦大学的Nils J. Færgeman教授合作,利用模式生物秀丽线虫来揭示硬脂酰辅酶A去饱和酶调控脂肪储存的机理。利用他们发明的尼罗红染固定后的线虫(PLOS ONE,2009)、以及气相-质谱技术和方法,他们发现线虫SCD突变体的脂滴大小明显比野生型线虫小。接下来,他们检测了SCD突变体与胰岛素/IGF-1、TOR和TGF-b等信号通路突变体影响脂滴大小的关系,发现这几条信号通路调控脂滴大小是依赖于SCD;进而,他们发现,SCD是降低了线虫磷脂酰胆碱(phosphatidylcholine,PC)和磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)的比率,影响脂滴的大小。

该研究工作在线发表在国际脂代谢领域著名期刊Journal of Lipid Research (http://www.jlr.org/content/early/2013/06/20/jlr.M039669.full.pdf+html)。梁斌课题组的李娟和美国华盛顿州立大学的Shi Xun为共同第一作者,梁斌和Jennifer Watts教授为共同通讯作者。该项研究工作得到了国家自然科学基金面上项目(31171134 )和地区项目(31160216)的资助。

作者: 2013-7-4
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