黃斑藍子魚固醇調節(jié)元件結合蛋白-1基因克隆及表達研究.pdf

1、固醇調節(jié)元件結合蛋白(Sterol regulatory element binding proteins, SREBPs)屬于堿性螺旋-環(huán)-螺旋亮氨酸拉鏈(bHLH-zip)轉錄因子家族,是真核細胞內調節(jié)脂肪代謝的關鍵轉錄因子。它有三個亞型:SREBP-1a、SREBP-1c和SREBP-2。SREBP-2由SREBP-2基因編碼,主要調控膽固醇生物合成,SREBP-1a和SREBP-1c由同一個基因SREBP-1編碼, SREBP-

2、1a調控所有SREBP應答基因,而SREBP-1c則負責調控脂肪酸生物合成。
　　在魚類營養(yǎng)學界一般認為,淡水硬骨魚類可以通過脂肪酸的去飽和及碳鏈延長作用將18C亞油酸和α-亞麻酸轉化為20-22C高度不飽和脂肪酸(HUFA),而海水魚的這種能力缺乏或很弱。然而,最近本課題組在黃斑藍子魚(Siganus canaliculatus)中首次發(fā)現和證明海水魚具有將亞油酸和亞麻酸轉化為HUFA的能力,且這種轉化能力在低鹽度水體中(10p

3、pt)要比在高鹽度水體中(32ppt)高;此外,本課題組也從黃斑藍子魚中克隆到控制 HUFA合成的三個關鍵酶的基因(Fad2、Fad1、Elovl5),同時證明飼料中亞麻酸與亞油酸對酶基因表達有促進作用。這提示,藍子魚的 HUFA合成能力似乎兼具淡水魚和海水魚的特點,是研究魚類HUFA合成代謝調控機制較理想的模式魚類。
　　為了研究藍子魚 HUFA合成代謝的分子調控機制,本論文克隆了參與脂肪酸生物合成調控的重要轉錄因子SREBP-

4、1的基因,并對其組織表達特異性及環(huán)境鹽度對其mRNA表達水平的影響進行了研究。主要研究結果如下:
　　1.采用RT-PCR、Tail-PCR和RACE-PCR方法獲得藍子魚固醇調節(jié)元件結合蛋白-1(SREBP-1)的cDNA全長為3913bp(在GenBank的登錄號為JF502069),其中5’端非編碼區(qū)有200bp,3’端非編碼區(qū)為200bp(不包括polyA),編碼區(qū)為3513bp,共編碼1170個氨基酸。氨基酸序列具有典型

5、的SREBP結構特性:包含一個bHLH-zip的結構。藍子魚的SREBP-1氨基酸序列與大西洋鮭魚(Salmo salar)的同源性最高,為78％;其次是斑馬魚(Danio rerio),同源性為75%;與其它物種(原雞以及鼠、野豬、人等哺乳動物)的同源性為54%-57%。
　　2.利用RT-PCR和real-time PCR方法進行組織表達特異性研究的結果顯示,SREBP-1的mRNA表達水平在腦中最高,其次為眼、腸,在心臟、肝

6、臟、鰓、脾和肌肉等組織較低。這表明,腦、眼和腸組織可能是黃斑藍子魚SREBP-1發(fā)生轉錄水平調控的主要部位。
　　3.采用real time PCR方法對不同鹽度下養(yǎng)殖的藍子魚的肝臟、腸、腦、眼睛、肌肉、脾等組織樣品中SREBP-1的mRNA表達水平進行比較。結果顯示,高鹽度(32ppt)組魚的肝臟、脾臟組織中的表達水平比低鹽度(10ppt)組要高,前者分別為后者的1.26倍和1.24倍;低鹽度組魚腸、腦和眼睛組織中的表達水平分別

7、是高鹽度組的2倍、1.5倍和3.4倍;肌肉組織表達水平在兩個鹽度組相近。這說明,環(huán)境鹽度對SREBP-1 mRNA表達水平的影響隨組織不同而不同,對腦、腸、眼睛等HUFA合成較活躍的組織的影響較大。
　　本研究首次在海水魚類中克隆到SREBP-1基因,同時首次研究魚體SREBP-1基因轉錄表達水平與環(huán)境鹽度的關系。研究成果不僅對于豐富魚類營養(yǎng)學、特別是分子營養(yǎng)學內容具有重要的理論意義和學術價值,而且有助于揭示藍子魚 HUFA合成代