雞類patatin脂肪酶家族

雞類patatin脂肪酶家族第1頁/共25頁雞類patatin脂肪酶家族第2頁/共25頁主要參考文獻JaniSaarela,etal.

Thepatatin-likelipasefamilyinGallusgallus

BMCGenomics.2008,9:281?GregoryR.Steinberg,etal.Adipocytetriglyceridelipaseexpressioninhumanobesity

AmJPhysiolEndocrinolMetab.2007,293:E958–E964MartinaSchweiger,etal.AdiposeTriglycerideLipaseandHormone-sensitiveLipaseAretheMajorEnzymesinAdiposeTissueTriacylglycerolCatabolism

JBIOCHEM.2006,281(52):40236–40241第3頁/共25頁研究背景脂肪組織是機體最大的能量儲存庫，當機體需要能量的時候，儲存在脂肪組織的甘油三酯在脂酶的作用下被分解為游離脂肪酸,釋放入血液參與能量代謝。如果脂解作用出現(xiàn)障礙或病變，就會影響機體能量的平衡，進而引發(fā)肥胖和胰島素抵抗等疾病。卵生動物的卵黃是胚胎發(fā)育所需營養(yǎng)和調(diào)控因子的主要來源，而卵黃是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)從母體肝臟轉(zhuǎn)運到卵泡中的卵子累積而成。第4頁/共25頁研究背景胚胎正常生長依賴于從卵黃分泌到胚循環(huán)當中的脂類等營養(yǎng)物質(zhì)，參與該過程的基因主要有：脂肪酶、脂質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白和脂蛋白受體基因等，因此產(chǎn)蛋母雞是一個分析脂質(zhì)轉(zhuǎn)運和全身脂質(zhì)代謝精細調(diào)控分子機制的最好模型。而且產(chǎn)蛋母雞的脂質(zhì)代謝是一個研究激素調(diào)控的非常好的例子，因為雌激素不公直接調(diào)控合成卵黃前體物質(zhì)的基因在肝臟中的表達，還可能與脂肪分解和卵黃沉積中脂質(zhì)的轉(zhuǎn)運過程及胚胎卵黃利用有關(guān)。第5頁/共25頁實驗動物1.Derco產(chǎn)蛋母雞：30-40周齡公雞：購自海德爾公司2.受精蛋在38度和70%的濕度條件下孵化11天后取出，取卵黃囊膜用于RNA抽提3.白色(<5mm)和黃色(5-12mm)有卵黃的小卵泡4.來自F5-F1級卵泡的顆粒細胞5.白色脂肪組織：取自雞的腹腔6.其它雞組織樣品，液氮保存。第6頁/共25頁實驗方法RT-PCR實時熒光定量PCRInsilicocharacterization第7頁/共25頁實驗結(jié)果一.雞PNPLAs基因家族新基因鑒定及序列的獲得第8頁/共25頁PNPLA2

又叫Adiposetriglyceridelipase(ATGL),desnutrin,iPLA2ζ,和TTS-2，是一種分解TG產(chǎn)生DG的關(guān)鍵酶，它的功能非常保守。

Comparativegeneidentification58(CGI58,ABHD5)是ATGL的激活蛋白，人CGI58的異常會導致叫作Chanarin-Dorfman綜合癥的脂肪代謝疾病，患者的許多組織都含有富含TG的脂滴。雞CGI58蛋白與人的有79%的同源性，而與激活A(yù)TGL相關(guān)的氨基酸殘基完全保守。PNPLA3

也叫adiponutrin和iPLA2ε。在禁食情況下，它的表達量受到嚴重抑制，而AGTL表達量會提高。PNPLA3位于細胞膜，而ATGL位于胞質(zhì)中。

第9頁/共25頁PNPLA4

又叫g(shù)enesequence2(GS2)和iPLA2η。它和TGs水解有關(guān)，在人的所有組織中有PNPLA4的表達。PNPLA6

又名neuropathytargetesterase(NTE)。在人的血液淋巴細胞和老鼠大腦中有表達，與膜脂的代謝及與神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞相互作用的信號傳導有關(guān)。第10頁/共25頁PNPLA7也叫NTE-relatedesterase(NRE)，與PNNPL6有很高的相似性。它高表達于前列腺、胰腺和脂肪組織。胰島素能抑制它的表達。有研究表明它是一種溶血磷脂酶。PNPLA8也叫iPLA2γ，中等水平表達于人的各種組織，在人脂肪細胞早期分化時表達上調(diào)。第11頁/共25頁PNPLA9主要在脂肪組織和大腦中表達，脂肪細胞分化后期表達增加。從中國田鼠卵細胞分離的PNPLA9蛋白能夠分解二棕櫚酰磷脂酰膽堿，而錨蛋白重復(fù)序列是該酶活性所必需的。PNPLA1和PNPLA5第12頁/共25頁類patatin脂酶蛋白結(jié)構(gòu)示意圖第13頁/共25頁雞PNPLAs蛋白Patatin結(jié)構(gòu)域氨基酸序列比對圖第14頁/共25頁二.PNPLAs各基因表達情況第15頁/共25頁第16頁/共25頁第17頁/共25頁三.Insilicocharacterization預(yù)測ATGL在382-389位氨基酸殘基處有一個核定位信號(VKKAKKKL)，而人的相應(yīng)氨基酸殘基VMRAKRKL并不被預(yù)測為枋定位信號。PNPLA1，6，7，8和9蛋白都含有一個或多個酪氨酸激酶磷酸化位點；而且PNPLA6和7還含有兩個環(huán)核苷酸結(jié)合位點。和人的PNPLA9相比，雞的PNPLA9含有幾個錨蛋白重復(fù)序列，表明可能與蛋白互相有關(guān)。第18頁/共25頁除了PNPLA8外，其它PNPLAs和CGI58蛋白都是球狀蛋白。所有完全克隆的PNPLAs，只有PNPLA4含有信號肽。PNPLA4和7含有跨膜域，人的PNPLA預(yù)測不含跨膜域，但生化證據(jù)表明它與神經(jīng)元細胞膜有關(guān)，預(yù)示雞的PNPLA6可能含有相似功能。所有蛋白都有糖基化位點第19頁/共25頁討論1.絲氨酸-組氨酸-天冬氨酸三聯(lián)體大部分的脂肪酶的催化作用都是通過絲氨酸-組氨酸-天冬氨酸三聯(lián)體的親核攻擊產(chǎn)生的，而patation家族的酶是通過絲氨酸-天冬氨酸二聯(lián)體引起的，該絲氨酸位于一個叫“親核肘”結(jié)構(gòu)當中。2.ATGL是人們發(fā)現(xiàn)的與TG水解活性密切相關(guān)的第二種酶。2004年前，人們認為HSL是TG分解的限速酶，但Zimmermann等人在研究HSL-ko小鼠時發(fā)現(xiàn)，HSL-ko小鼠并沒有發(fā)生肥胖，進而發(fā)現(xiàn)了ATGL。人ATGL缺陷會引起中性脂肪貯積癥，和CGI58異常引起的是同一種病。第20頁/共25頁第21頁/共25頁Schweiger等人利用肥胖和消瘦人群對ATGL等PNPLAs家族和HSL進行比較研究發(fā)現(xiàn)在肥胖患者中ATGL和HSL表達增高，但與體重指數(shù)無關(guān)；皮下脂肪中ATGL蛋白表達減少而ATGLmRNA表達量增高；皮下脂肪中TG水解活性減少盡管各各種水解酶mRNA表達水平提高。他們的結(jié)果還表明ATGL是TG水解酶活性必需的，但它的表達量與皮下和內(nèi)臟脂肪組織中TG水解酶活性沒有相關(guān)。第22頁/共25頁3.類patatin脂肪酶家族在不同物種中的表達情況存在顯著的差異。如PNPLA3在胎兒和成人肝臟中高表達，而在鼠肝臟中表達很少，在雞中骨骼肌中表達最高；PNPLA4在人心臟和骨骼肌中表達量高，但在雞中的表達量只是中等水平，而在睪丸中表達最高。4.進一步研究類patatin脂肪酶家族將能進一步了解脂肪沉積和分解的分