黃斑藍子魚參與HUFA合成的三個關鍵酶基因的克隆及其特性.pdf

1、一般認為，淡水魚可以通過脂肪酸的去飽和及碳鏈延長作用將18C的亞油酸和亞麻酸轉化為20-22C的高度不飽和脂肪酸(HUFA)，而海水魚的該種能力缺乏或很弱。然而，最近本課題組在黃斑藍子魚(Siganus canaliculatus)中首次發(fā)現(xiàn)和證明海水魚具有轉化亞油酸和亞麻酸為HUFA的能力，且該種轉化能力在低鹽度中水體中(10 ppt)要比在高鹽度水體中(32 ppt)強（Li et al., 2008)。這提示，藍子魚的HUFA合成

2、能力似乎兼具淡水魚和海水魚的特點，弄清藍子魚HUFA合成代謝的調控機制，將有助于探明海水魚HUFA合成能力低下的原因，研發(fā)提高海水魚HUFA合成能力的方法，進而提高海水魚利用植物油的能力，促進海水魚配合飼料的研究和應用及其養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。為了研究藍子魚HUFA合成代謝的調控機制，本論文克隆了調控其HUFA合成的兩個脂肪酸去飽和酶(fatty acyl desaturases，fad1和fad2)及碳鏈延長酶(Elovl5)的基因(cDNA

3、)，并對其功能特性和組織表達特性、以及飼料脂肪酸成分對其mRNA表達水平的影響等進行了研究。主要結果如下：
　　 1. Fad1基因為我們之前已克隆但尚未進行功能鑒定的藍子魚Δ6脂肪酸去飽和酶基因（登錄號：EF424276）。本次功能鑒定顯示，該酶不僅具有Δ6去飽和活性，同時還具有Δ5去飽和活性，即Fad1是一個具有Δ6/Δ5雙功能活性的脂肪酸去飽和酶，不過Δ6去飽和活性要大于Δ5去飽和活性。Fad1的cDNA全長為1846 b

4、p(不包括Poly A尾)，編碼443個氨基酸。氨基酸序列與已克隆的魚類Δ6或Δ5脂肪酸去飽和酶具有70%?81%相似性，且具有典型的脂肪酸去飽和酶的結構特性。
　　 2. Fad2主要表現(xiàn)為Δ4去飽和酶活性，也有少量Δ5去飽和酶活性。其cDNA全長為1831 bp，編碼445個氨基酸（登錄號：GU594278）。氨基酸序列與已克隆的魚類Δ6或Δ5脂肪酸去飽和酶具有67%-79%相似性，且具有典型的脂肪酸去飽和酶的結構特性。

5、r>　　 3. 碳鏈延長酶基因(登錄號：GU597350)具有典型的延長酶Elovl5活性，其cDNA全長為1254 bp，編碼291個氨基酸。氨基酸序列與與已克隆的魚類碳鏈延長酶Elovl5的氨基酸序列具有69%-83%相似性，且具有典型的碳鏈延長酶的結構特性。
　　 4. 組織表達特異性研究顯示，F(xiàn)ad2和 Elovl5在腦、肝臟、腸組織中的mRNA表達水平最高，其次為眼組織，在脾、肌肉、心臟和鰓等組織的表達水平最低或難以

6、檢測到。這表明，肝臟、腦和腸組織可能是藍子魚HUFA合成的主要部位。
　　 5. 利用蘇籽油和三油酸甘油酯為脂肪源，配制亞麻酸:亞油酸比例分別為0:1、0.5:1、1:1、1.5:1、2:1和2.5:1但不含HUFA的配合飼料為試驗組，以添加魚油的配合飼料作為對照組，投喂藍子魚 12 周后分析其肝臟組織中上述三個酶基因的 mRNA表達水平。結果顯示：蘇籽油和三油酸甘油酯組的mRNA表達水平均比魚油組高，但亞麻酸與亞油酸對酶基因表

7、達的促進作用與飼料中此兩種脂肪酸的比例有關。亞麻酸與亞油酸的比例大于或小于1:1時對三個酶基因的表達都有較明顯的促進作用，比例為 1:1 時的促進作用最弱；比例為 2:1 時，對fad2去飽和酶及碳鏈延長酶表達的促進作用明顯；比例為 2.5:1時，對fad1去飽和酶表達的促進作用最強。
　　 6. 本研究的主要創(chuàng)新之處包括：① 首次從一種海水魚中獲得具有Δ6/Δ5雙功能活性的脂肪酸去飽和酶，也是首次在海水魚中證明有Δ5去飽和酶活