脂肪酸延长酶缺陷对酵母细胞脂质代谢及油酸胁迫响应的影响
程迅1 杜秀秀1 王寒冬2 黄志伟1* 邓云霞1 沈裕虎2,3*
1东华大学化学化工与生物工程学院生态纺织教育部重点实验室, 上海 201620; 2青海省作物分子育种重点实验室; 3高原生物适应与进化重点实验室, 中国科学院西北高原生物研究所, 西宁 810008
摘要 : 生物医学证据表明, 过量的油脂特别是脂肪酸(fatty acids, FA)在非脂肪组织累积会引 起脂代谢障碍, 引起细胞功能紊乱或坏死。脂肪酸延长酶家族参与脂肪酸代谢具有真核生物的高 度保守性, 且与膜脂的代谢密切相关。但脂肪酸延长酶与细胞脂毒效应的关系并不清楚。该文利 用模式生物酿酒酵母在脂类代谢研究中性状易于表征、遗传操作便利的优势, 通过对比脂肪酸延 长酶缺陷型elo1Δ、elo2Δ和elo3Δ与野生型酵母(wild type, WT)对不同脂肪酸胁迫的响应, 发现极长 链脂肪酸延长酶ELO2和ELO3缺陷后对油酸(oleic acid, OLA)高度敏感; 细胞脂滴及中性脂质的代 谢对维持细胞脂类平衡起关键作用。研究结果显示, 长链脂肪酸的合成缺陷或油酸处理均促进细 胞脂滴的形成, 同时显著提高细胞中性油脂(TAG)和甾醇酯(SE)合成; 采用气相色谱–质谱联用技术 分析脂肪酸组成, 结果显示, ELO3缺陷, C26脂肪酸基本检测不到, 而C20与C22脂肪酸会累积; ELO2缺 失后, C26脂肪酸的含量也明显降低。而油酸的处理会增加BY4741胞内总的极长链脂肪酸的比例; elo2Δ和elo3Δ的不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例增大; 相反, 过表达脂肪酸延长酶基因, 与野生 型菌株相比能显著降低细胞油酸的含量。通过模式生物脂肪酸延长酶对细胞脂质代谢及油酸胁迫 响应的研究, 为医学脂代谢障碍及细胞脂毒效应研究提供基础数据。
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