脂肪酸调控皱纹盘鲍Δ5脂肪酸去饱和酶基因表达的分子机制

Fatty acyl desaturase (Fad) is the crucial enzyme for biosynthesis of long chain polyunsaturated fatty acid (LCPUFA) from C18 polyunsaturated fatty acid (PUFA). The molecular mechanism of dietary fatty acid regulate the gene expression of fatty acyl desaturase (Fad) in aquatic animal is still not clear. Using the technologies of modern nutriology, biochemistry and molecular biology, this project will be conducted to study the regulation of sterol regulatory element binding proteins 1 (SREBP-1) and peroxisome proliferator-activated receptors α (PPARα) on the Δ5 Fad promoter of abalone (Haliotis discus hannai Ino), investigate the effect of dietary fatty acids on gene expression of Δ5 Fad, SREBP-1 and PPARα and consequently illuminate the involvement of SREBP-1 and PPARα in the regulation of abalone Δ5 Fad by dietary fatty acid. This study not only fill the gap in this research field but also provide theoretical basis for improving the capability of abalone to biosynthesize LCPUFA from C18 precursors.

脂肪酸去饱和酶（Fad）是动物体利用C18多不饱和脂肪酸（C18PUFA）合成长链多不饱和脂肪酸（LCPUFA）的关键酶。脂肪酸调控Fad基因表达的分子机制仍不清晰。本项目以皱纹盘鲍为研究对象，运用现代营养学、生物化学和分子生物学的方法，研究了转录因子胆固醇调控元件结合蛋白-1（SREBP-1）和过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPARα）对Δ5Fad基因启动子的调节作用，探讨了脂肪酸对Δ5Fad、SREBP-1和PPARα基因表达的影响，阐明了脂肪酸影响Δ5Fad基因表达受SREBP-1和PPARα调控的分子机制。通过该项目的研究，一方面填补了贝类在该领域的研究空白；另一方面为提高鲍鱼利用植物油中的C18PUFA来合成LCPUFA的能力提供理论依据。

脂肪酸去饱和酶（Fad）是动物体利用C18多不饱和脂肪酸（C18PUFA）合成长链多不饱和脂肪酸（LCPUFA）的关键酶。脂肪酸调控Fad基因表达的分子机制仍不清晰。本项目以皱纹盘鲍为研究对象，运用现代营养学、生物化学和分子生物学的方法，研究了转录因子胆固醇调控元件结合蛋白-1（SREBP-1）和过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPARα）对Δ5Fad基因启动子的调节作用，探讨了脂肪酸对Δ5Fad、SREBP-1和PPARα基因表达的影响，阐明了脂肪酸影响Δ5Fad基因表达受SREBP-1和PPARα调控的分子机制。.结果表明SREBP-1 cDNA序列全长3390bp，开放阅读框编码1129个氨基酸。PPARα cDNA序列全长1410bp，开放阅读框编码469个氨基酸。SREBP-1在肌肉中表达量最高，在雄性性腺、肝胰脏、鳃和外套膜中表达量适中，在肠道中表达量最低。PPARα在肌肉中表达量最高，在肝胰腺、肾脏和肠道中表达量适中，而在性腺中表达量最低。皱纹盘鲍Δ5Fad 基因的启动子序列2956 bp，在启动子区存在多个SREBP-1、PPARα的结合位点。饲料中不同的脂肪源或植物油（VO）梯度替代鱼油（FO）都对鲍鱼存活率没有显著影响（P>0.05），但对鲍鱼的生长都有显著的影响。与橄榄油（富含C18:1n-9）相比，鱼油可显著提高鲍鱼的增重率、特定生长率、贝壳增长率和贝壳日增长率（P<0.05）；葡萄籽油和亚麻籽油可显著提高鲍鱼的增重率和特定生长率，但对贝壳的生长没有显著促进作用。与鱼油（FO）组相比，植物油（橄榄油、葡萄籽油、亚麻油）可显著提高Δ5Fad、SREBP-1 和 PPARα基因的表达量，其中葡萄籽油对待测基因表达量的促进作用最明显。随着植物油替代比例的不断增加，鲍鱼的生长呈现了显著的先上升后下降的趋势（P<0.05）。50%VO组鲍鱼的生长结果最好。与FO相比，VO梯度替代可显著提高Δ5Fad、SREBP-1和PPARα基因的表达。此研究结果一方面填补了贝类在该领域的研究空白；另一方面为提高鲍鱼利用植物油中的C18PUFA来合成LCPUFA的能力提供理论依据。.项目资助下已授权国家发明专利1项，以通讯作者发表SCI文章1篇，参与发表SCI文章2篇。