乙酰辅酶A羧化酶的结构·功能及基因的研究进展

乙酰辅酶A羧化酶（Acetyl-CoA carboxylase,ACCase）属于生物素包含酶类型Ⅰ,在生物体内催化乙酰辅酶A形成丙二酰辅酶A。在植物中乙酰辅酶A羧化酶主要有异质型和同质型2种;在动物中乙酰辅酶A羧化酶属同质型,分为ACC1和ACC2 2种类型。主要介绍了分布于双子叶植物以及非禾本科单子叶植物的质体中的异质型ACCase的亚基组成、结构、功能及其编码基因。ACCase由生物素羧化酶（Biotincarboxylase,BC）亚基、生物素羧基载体蛋白亚基（Biotincarboxyl Camer Protein,BCCP）、羧基转移酶的α-CT亚基和β-CT亚基4种亚基构成,有3个功能结构域,即BC功能结构域、BCCP功能结构域以及CT功能结构域。除β-CT亚基由质体基因编码外,其他亚基由核基因编码,在细胞质中合成后转运到质体中组成功能蛋白,参与脂肪酸的合成。     

油莎豆叶片发育过程中乙酰辅酶A羧化酶活性与脂肪酸含量的变化及其相关性分析

[目的]研究油莎豆叶片中的乙酰辅酶A羧化酶(Acetyl-CoA carboxylase,ACC)的活性变化以及游离脂肪酸含量变化,以及二者的相关性.[方法]对来自不同地区、不同类型的油莎豆进行种植,利用植物乙酰辅酶A羧化酶(ACC)酶联免疫分析(ELISA)试剂盒和植物(Plant)游离脂肪酸(FFA) ELISA检测试剂盒测定其五个生育阶段(苗期、分蘖前期、分蘖期、分蘖后期、成熟期)叶片中乙酰辅酶A羧化酶活性以及油莎豆叶片中游离脂肪酸含量,并进行相关性分析.[结果]不同品种油莎豆叶片中乙酰辅酶A羧化酶活性的变化趋势未见一致规律性,不同品种油莎豆叶片中游离脂肪酸含量的变化也未见一致的规律性;乙酰辅酶A羧化酶活性与游离脂肪酸含量却呈现极显著或显著正相关关系.[结论]不同品种油莎豆叶片中乙酰辅酶A羧化酶的活性无确定范围,无一致的规律性,油莎豆叶片中乙酰辅酶A羧化酶的活性大小对游离脂肪酸合成的含量高低具有一定的作用.     

乙酰辅酶A羧化酶(ACC)的结构与功能

乙酰辅酶A羧化酶(ACC)催化乙酰辅酶A形成丙二酸单酰辅酶A的羧化作用,是在脂肪酸合成和代谢中起重要作用的中间代谢物。ACC包括ACCα和ACCβ两种形式,被不同的基因编码。ACC(α265 kDa)主要在脂肪生成活跃的肝脏、脂肪组织和乳腺中表达。ACC(β275 kDa)主要在β-氧化作为主要能量来源的骨骼肌和心脏中表达。对ACC的结构特点和基本功能进行了探讨。     

甘蓝型油菜乙酰辅酶A羧化酶3个亚基基因的克隆及其表达

[目的]为构建乙酰辅酶A羧化酶的叶绿体表达载体奠定基础。[方法]以从甘蓝型油菜叶片中提取的叶绿体基因组DNA为模板进行PCR扩增,克隆羧基转移酶β亚基基因。以从开花20~29 d后油菜幼胚中提取的总RNA为模板进行RT-PCR扩增,克隆生物素羧化酶和生物素羧基载体蛋白的cDNA序列。最后,乙酰辅酶A羧化酶的3个亚基基因被克隆到大肠杆菌表达载体中。[结果]SDS-PAGE分析结果表明乙酰辅酶A羧化酶的3个亚基基因分别被克隆到大肠杆菌表达载体中。乙酰辅酶A羧化酶的3个亚基基因在大肠杆菌中的表达产物分别为76.6、44.0和81.5 kD,其融合蛋白分别占总菌体蛋白的12%、10%和6%。[结论]不同品种的甘蓝型油菜生物素羧基载体蛋白cDNA序列存在较大差异。     

棉花accD基因植物表达载体的构建与遗传转化的研究

乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)催化脂肪酸合成的第一步,是脂肪酸合成的限速酶.采用PCR方法分别从陆地棉和拟南芥基因组中扩增出ACCase基转移酶β-CT亚基编码基因αccD,ACCase羧基转移酶α-CT亚基编码基因CAC3的定位于叶绿体的转运肽序列.将CAC3基因转运肽序列与αccD基因进行体外重组,构建融合植物表达载体pBI-CAC3tp-αccD.重组质粒通过冻融法转化根癌农杆菌GV3101.渗透法转化拟南芥,收种子,在含卡那霉素的MS培养基中发芽筛选.用叶盘法转化烟草,经不定芽诱导、生根培养,荻转基因烟草植株.T1代转基因拟南芥和转基因烟草植株经卡那霉素检测、PCR、RT-PCR检测后,初步表明目的基因已在植株中转化成功,并可以正常转录.     

油茶种仁成熟过程油脂合成代谢的转录组分析

以普通油茶品种"闽43"种仁为试验材料,应用转录组测序技术分析油茶种仁成熟阶段中3个发育时期转录组的表达差异,探讨油茶种子油脂代谢的分子机制。转录组测序结果发现,与脂肪酸和甘油三酯代谢相关的4个基因乙酰辅酶A羧化酶羧基转移酶α亚基基因(ACCase α-CT)、β酮脂酰合酶基因(KASⅢ)、长链酰基辅酶A合酶基因2(LACS2)和甘油三磷酸酰基转移酶基因4(GPAT4)随着油茶籽的成熟,表达水平呈上升趋势。4个基因的RT-q PCR的分析结果与转录组数据一致,此外,种仁的含油量的变化趋势与4个基因的表达水平相一致。研究结果表明,4个基因在油茶籽油脂代谢过程中发挥重要作用,有助于油茶籽含油量的增加。     

嗜水气单胞菌脂肪酸生物合成途径相关蛋白的耐药性

嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila是一种广泛存在于水体与土壤的人-畜-鱼共患病原菌。本课题组前期研究发现生物被膜状态下嗜水气单胞菌在抗生素金霉素的胁迫下,脂肪酸生物合成途径中相关蛋白表达上升,但具体特性与功能尚不明确。为进一步探究这些蛋白在抗生素胁迫下的变化规律与功能,设计引物克隆乙酰辅酶A羧化酶羧基转移酶α亚基(AccA)、乙酰辅酶A羧化酶羧基转移酶β亚基(AccD)、酰基载体蛋白质合成酶(FabB)以及丙二酸单酰辅酶A酰基载体蛋白酰基转移酶(FabD)。通过比较各高表达菌株在金霉素作用下的生存率,来分析相关蛋白的耐药特性。结果表明,高表达AccD、FabB和FabD蛋白能够显著提高细菌在抗生素胁迫下的生存率,而高表达AccA蛋白则只在前期提高细菌存活率。此研究揭示脂肪酸生物合成途径相关蛋白在细菌的耐药过程中起重要作用,也为后续研究嗜水气单胞菌的耐药机制提供了实验依据。     

麦田禾本科杂草除草剂——好麦农

有效成分:8%炔草酯。剂型:水乳剂。防治对象:高效防除看麦娘、野燕麦、硬草、菵草、棒头草。好麦农抑制植物体内乙酰辅酶A羧化酶的活性,为内吸传导性除草剂,由植物体的叶片和叶鞘吸收,韧皮部传导,积累于植物体的分生组织内,抑制乙酰辅酶A羧化酶,使脂肪酸合成停止,     

乙酰辅酶A羧化酶在动物中的研究进展

乙酰辅酶A 羧化酶( ACC)是一种生物素酶,分为同质型和异质型两种类型,可以催化 脂肪酸合成,是脂肪酸合成过程中的限速酶,广泛存在于生物界中。动物中的乙酰辅酶A 羧化 酶属于同质型,分为ACC1 和ACC2 两种亚型。本文综述了动物中ACC 的结构功能及ACC 在 动物中的研究进展,并对其未来发展作了展望。     

哺乳动物ACCα基因启动子结构特征及调控

乙酰辅酶A羧化酶(ACC)在哺乳动物脂肪酸合成和分解代谢中发挥着重要作用.ACC包括ACCα和ACCβ2种形式,由不同基因编码,其中ACCα主要在脂肪酸合成过程中起作用.哺乳动物ACCα基因的启动子主要包括3个:PⅠ、PⅡ和PⅢ,而反刍动物和啮齿动物还包括第4个启动子PIa,各启动子具有不同的结构特征.     

甘蓝型油菜叶绿体多顺反子单交换表达载体构建

[目的]为研究质体定位的乙酰辅酶A羧化酶转化叶绿体奠定基础。[方法]根据GeneBank上的甘蓝型油菜的叶绿体DNA序列设计1对引物,通过PCR扩增获得与甘蓝型油菜叶绿体基因组可发生同源重组的DNA片段,构建甘蓝型油菜叶绿体多顺反子单交换表达载体,并在大肠杆菌中通过平板定性分析和Western印迹对所构建载体上的表达盒进行功能鉴定。[结果]以甘蓝型油菜的叶片叶绿体基因组DNA为模板进行PCR扩增,获得4 357 bp的DNA片段,包含2个开放阅读框RbcL和β-CT。成功构建了甘蓝型油菜叶绿体多顺反子单交换表达载体pHBM720,而且同一多顺反子的3个基因均在大肠杆菌中得到表达。[结论]该叶绿体多顺反子单交换表达载体具有较强的通用性与安全性,比双交换表达载体更具优越性。     

A 3-hydroxypropionate/4-hydroxybutyrate autotrophic carbon dioxide assimilation pathway in Archaea

The assimilation of carbon dioxide (CO2) into organic material is quantitatively the most important biosynthetic process. We discovered that an autotrophic member of the archaeal order Sulfolobales, Metallosphaera sedula, fixed CO2 with acetyl-coenzyme A (acetyl-CoA)/propionyl-CoA carboxylase as the key carboxylating enzyme. In this system, one acetyl-CoA and two bicarbonate molecules were reductively converted via 3-hydroxypropionate to succinyl-CoA. This intermediate was reduced to 4-hydroxybutyrate and converted into two acetyl-CoA molecules via 4-hydroxybutyryl-CoA dehydratase. The key genes of this pathway were found not only in Metallosphaera but also in Sulfolobus, Archaeoglobus, and Cenarchaeum species. Moreover, the Global Ocean Sampling database contains half as many 4-hydroxybutyryl-CoA dehydratase sequences as compared with those found for another key photosynthetic CO2-fixing enzyme, ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase-oxygenase. This indicates the importance of this enzyme in global carbon cycling.     

甘蓝型油菜生物素羧基载体蛋白基因的克隆与结构分析

 【目的】生物素羧基载体蛋白负责将羧基从生物素羧化酶转移到羧基转移酶上，对于长链脂肪酸的从头合成与种子含油量的形成具有十分重要的作用。本研究的目的是从甘蓝型油菜品种基因组DNA中分离生物素羧基载体蛋白（BCCP）基因的全长编码区序列，通过生物信息学分析揭示该基因的结构特征（包括内含子的数量、长度与分布，蛋白质保守区疏水性特征等）和功能关系。【方法】基因克隆采取同源序列法进行。【结果】分离得到的bccp基因全长均为1 600 bp左右，根据其结构特点可以分成3种类型，它们均包含5个内含子。bccp1基因编码的蛋白质具备完整的生物素化功能结构域，是唯一功能完整的基因序列；bccp2和bccp3由于移码突变造成蛋白合成提前终止，翻译的蛋白质均缺少生物素化结构域。【结论】本研究首次从中国冬油菜品种中克隆获得bccp基因的全长序列并揭示了其序列特征，为进一步利用该基因开展含油量的基因调控研究提供了科学依据。     

大肠杆菌乙酰-CoA羧化酶基因异源表达对变铅青链霉菌次级代谢的影响

克隆组装了大肠杆菌的乙酰-CoA羧化酶基因acc,以研究其异源表达对变铅青链霉菌中2种“沉默”抗生素放线紫红素和十一烷基灵菌红素合成的影响。大肠杆菌ACC由4个基因编码,通过PCR扩增4个基因,并通过重叠延伸PCR加上ermE启动子,构建得到4个重组基因;再将重组基因依次组装得到异源表达质粒pHLZ11,接合转移到变铅青链霉菌中进行异源表达。结果显示：含有异源表达质粒的变铅青链霉菌接合转移子能合成放线紫红素而十一烷基灵菌红素产量提高。表明大肠杆菌acc基因异源表达能够激活变铅青链霉菌沉默抗生素的合成,并提高已有抗生素产量。     

Elymus wawawaiensis编码乙酰辅酶A羧化酶Acc-1基因序列的分析及系统学意义

质体乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)催化长链脂肪酸的合成。编码小麦质体ACCase的基因(Acc-1)已用于一年生小麦的系统与进化研究,但还未有多年生物种相应的研究报道。本研究发现,Elymus wawawaiensis的Acc-1基因第8外显子和第7内含子与其他已知该序列相比除核苷酸替代外,多了176个碱基,从而与现有已知的一年生小麦相应序列有显著差异。在NCBI中对该序列和已报道的Acc-1基因相应序列blast比对后,结果表明与Hordeum vulgare Acc-1具有87.15%的最高相似性。以Panicum virgatum、Zea mays和Lolim rigidum为外类群,最大简约法(MP)和邻接法(NJ)对该基因和已报道的Acc-1基因分别构建系统进化树,其中E.wawawaiensis和H.vulgare形成一个分支,自展支持率100%。研究同时表明该基因在小麦族多年生物种系统与进化研究中有重要的应用前景。     

胸腺素β4研究进展

胸腺素βA真核生物细胞中的一种主要的肌动蛋白螯合分子,广泛分布于哺乳动物和其它脊椎动物的多种组织和有核细胞中。尽管其分子水平的作用机制尚不明确,但胸腺素β4却与人类的许多生理及病理过程密切相关。随着研究的进一步深入,胸腺素β4在临床上的潜在应用价值将被开发,这对于一些疾病的诊断、治疗及预防均具有重要意义。近年来对胸腺素β4的研究包括其在创伤愈合、肿瘤转移、血管再生等方面的生物学作用,同时,随着对胸腺素β4需求的增加,对利用基因工程的方法进行胸腺素β4生产的研究也在不断进行中。丈中拟对近年来胸腺素β4在生物学功能和生产方法上所取得的进展进行综述。