魚類の脂肪酸不飽和酵素遺伝子の発現解析およびその魚類栄養学への応用

鱼类脂肪酸不饱和酶基因表达分析及其在鱼类营养中的应用

基本信息

批准号：
15658063
负责人：
佐藤秀一
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Tokyo University of Marine Science and Technology (2004)東京水産大学 (2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では対象魚の各生理状態に適した飼餌料の開発、およびEPA, DHAを必須脂肪酸として必要としない遺伝子導入魚作出のための第一段階として、各種脂肪酸不飽和化酵素cDNAのクローニング、構造解析を行うと共に、その発現制御機構を明らかにすることを目指した。本年度は魚類脂肪酸代謝酵素の分子生物学的研究の第一歩として、まず、リノレン酸を利用してEPA、DHAを合成するヤマメ、およびリノール酸を利用するティラピアからΔ5-、Δ6-脂肪酸不飽和化酵素のcDNAクローニングを行い、その構造解析を行った。その結果、得られたアミノ酸配列は全て、脂肪酸不飽和化控訴として機能するために必須と考えられているチトクロームb5ドメイン、2箇所の膜貫通ドメイン、さらにはヒスチジンを高頻度で含むドメインを有していた。また、ヤマメからは脂肪酸の炭素鎖延長を司る脂肪酸鎖長延長酵素の単離にも成功した。続いて、ヤマメの肝細胞初代培養系を用いて、培養液中に添加した各種脂肪酸がΔ6脂肪酸不飽和化酵素の活性と遺伝子発現に与える影響を解析した結果、本酵素の基質であるリノール酸、リノレン酸を加えた場合は、酵素活性、遺伝子発現量ともに高い値を示したのに対し、その産物であるアラキドン酸およびエイコサペンタエン酸を加えた際は、その酵素活性、遺伝子発現量ともに低下することが明らかとなった。このことは、本酵素が細胞環境中に存在する種々の脂肪酸によってフィードバックを受けていること、さらにその活性変化の一部は遺伝子の転写レベルで調整されていることを示唆している。

在本研究中，作为开发适合目标鱼的每种生理状态的饲料和创建不需要EPA和DHA作为必需脂肪酸的转基因鱼的第一步，我们将克隆和构建各种脂肪酸去饱和酶cDNA。分析表达并阐明其表达控制机制。今年，作为鱼类脂肪酸代谢酶分子生物学研究的第一步，我们将首先研究使用亚麻酸合成 EPA 和 DHA 的山鱼，以及使用亚油酸合成酶的罗非鱼，并进行了 cDNA 克隆。分析了它的结构。结果，所有获得的氨基酸序列均含有被认为对于作为脂肪酸去饱和酶发挥作用所必需的细胞色素b5结构域、两个跨膜结构域和含有高频率组氨酸的结构域。我们还成功地从 Yamame 中分离出了负责延长脂肪酸碳链的脂肪酸链延长酶。接下来，我们利用yamame肝细胞的原代培养体系，分析了培养基中添加的各种脂肪酸对Δ6脂肪酸去饱和酶的活性和基因表达的影响，发现该酶的底物亚油酸，添加亚麻酸相反，当添加花生四烯酸和二十碳五烯酸时，酶活性和基因表达水平均下降。这表明这种酶接收来自细胞环境中存在的各种脂肪酸的反馈，并且其活性的变化在基因转录水平上部分受到调节。