脂肪酸合成酶推荐.doc

脂肪酸合成酶（FAS）基因的研究进展以及日粮成分对其表达的调控 随着人们生活水平的提高, 对动物性产品的品质提出了“低脂高蛋白且无各种有毒有害物质残留”的新要求。为此,营养学家们开始把研究重点转移到体脂沉积的营养调控上。自从1957年，脂肪酸合成酶由S.J.Wakil等人在鹅肝匀浆中首次发现以来，人们对脂肪酸生物合成途径进行了大量研究，初步阐明了脂肪酸合成规律，并在此基础上从分子生物学水平对脂肪酸合成酶，尤其是脂肪酸合成酶的基因表达进行了探索性的研究。脂肪酸合成酶在动物体脂生成、沉积中发挥重要作用。熊文中等发现，猪脂肪组织中脂肪酸合成酶活性与胴体脂肪量、胴体的脂肪率呈极显著正相关。还发现脂肪酸合成酶是一种新的肿瘤标志物，癌细胞的生长依赖于脂肪酸合成酶的活性，许多肿瘤如乳腺癌、前列腺癌等都有脂肪酸合成酶的高度表达。人的脂肪酸合成酶基因位于17q25、牛的位于19q22、鸡的位于18号染色体上，正常情况下，在肝和脂肪组织中表达。随着分子生物学的迅速发展，人们对脂肪酸合成酶进行了大量深入的研究。1 动物体脂合成的调控动物体脂一方面靠直接摄入，更多的则是在体内自身合成。脂肪酸合成酶是体内合成脂肪途径中一个关键酶，它通过催化乙酰CoA和丙二酰CoA而生成长链脂肪酸。通过对能量物质体内生化代谢途径进行分析可以发现，在能量代谢中，乙酰CoA是一个重要而又特殊的物质，主要能量物质碳水化合物、脂肪以及部分氨基酸的初级代谢终产物都是乙酰CoA，其可进入三羧酸循环进行完全氧化，为生物细胞提供能量来源；同时，乙酰CoA也是合成脂肪的起点，先羧化为丙二酰CoA，再由脂肪酸合成酶进行一系列的反应合成为脂肪酸，完成合成脂肪的主要工作。实际上乙酰CoA是个能量汇集点，能量物质摄入体内后被氧化产生能量还是合成脂肪，均在乙酰CoA这个“关节点”进行分配。该分配的比率取决于这两大通路的“通畅”程度。任一通路被阻滞或去阻滞都会影响生能和生脂的分配，造成体脂水平的变化。这可以解释为什么在相同摄入的情况下，不同的动物或同种动物的不同个体之间会有巨大的体脂水平差异。丙二酰CoA是进入生脂通路的第一个产物，是合成脂肪的关键酶——脂肪酸合成酶的主要底物。丙二酰CoA增多表示进入生脂途径的能量物质增加，即意味着能量过剩，如不控制，将加速脂肪合成。Ruderman等(1999)发现，在脂肪酸合成时丙二酰CoA水平上升，并导致肉碱棕榈酰转移酶I中的线粒体摄入脂肪酸受到抑制，从而造成起信号作用的胞质长链脂肪酰CoA和二脂酰甘油的上升，由此提出了丙二酰CoA是下丘脑神经元中生理燃料信号的推断。丙二酰CoA作为一个开关，可控制、降低食欲。因此，抑制FAS的活性，既能够阻滞生脂通路、减少脂肪的合成，又能够造成丙二酰CoA浓度的升高，从而达到降低食欲的目的。而且FAS是一个很大的多功能复合酶，对其进行活性调控可有多个位点，因而较容易实现。因此，脂肪酸合成酶很可能是体内调节能量消耗和储存的重要位点之一。2 脂肪酸合成酶基因的研究状况Matthew分离得到人脂肪酸合成酶基因，对其5端6 kb的序列进行研究，发现有3个外显子和3个内含子，3个转录起始位点和2个启动子。Kameda对鹅脂肪酸合成酶基因做了研究，发现脂肪酸合成酶基因全序列长度大约有50 kb，5端15 kb核苷酸序列中含有7个外显子，只有1个转录起始位点，并且还含有1个连续开放的可读框，这个可读框内含有半胱氨酸的密码子,半胱氨酸是β-酮脂酰合成酶结构域中不可缺少的部分。鼠脂肪酸合成酶序列大约为16 kb，分析发现含有42个内含子，43个外显子，5端区域还包括调节脂肪酸合成酶基因表达的激素调控位点。2.1 外显子和内含子RNA剪接发生在外显子和内含子连接的碱基上，通常是高度保守的碱基序列，即位于连接点上但属于内含子的碱基GT……AG，一般遵守从GT/AG处剪接的规律。外显子的保守程度远高于内含子，内含子序列是多变的。积累了突变的内含子有可能演化成为新的基因，编码新的蛋白质，内含子增加了真核生物基因组编码的潜能。2.2 转录起始位点在DNA转录生成RNA的过程中，第一个核苷酸掺入的位置称为转录起始位点。Matthew用引物扩增和核苷酸酶分析人脂肪酸合成酶基因5端，结果表明有3个转录起点。转录起始位点Ⅰ（TiⅠ）在不翻译的外显子Ⅰ上，转录起始位点Ⅱ（TiⅡ）和转录起始位点Ⅲ（TiⅢ）定位在内含子I上，分别在+1 602 bp和 +1 613 bp处,在翻译起始点ATG上游60 bp和49 bp处。Kameda发现，鹅的脂肪酸合成酶基因只有一个转录起始点，在翻译起始位点上游174 bp处的5-ACA-3的C(胞嘧啶)处。2.3 启动子(Promotor)启动子是位于结构基因5端上游的一段DNA序列，能够指导全酶同DNA