Reduced protein kinase C activity and endogenous protein phosphorylation in ethionine-induced fatty liver in cows

Protein kinase C (PKC) activity was evaluated and the phosphorylation of its endogenous substrates was explored in fatty liver induced by administration of ethionine (an analogue of methionine) to cows in order to assess the relevance of PKC-dependent phosphorylation in the development of fatty liver. PKC activity was decreased in both the cytosolic and the total particulate fractions from fatty livers, compared to the corresponding fractions from control liver. The mode of activation by the PKC cofactors (1-oleoyl-2-acetyl-sn-glycerol, 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate, phosphatidylserine and Ca²⁺) was similar in both control and fatty livers, suggesting a quantitative but not a qualitative change in PKC in fatty liver. At least three substrate proteins (34 kDa, 26 kDa and 19 kDa) were found in the cytosolic fraction and their phosphorylation was reduced in fatty liver. These results suggest that impairment of the signal transduction pathway mediated by PKC is involved in the pathogenesis of fatty liver in cows.Abbreviations ATP adenosine triphosphate - EGTA ethylene glycol bis(-aminoethylether)-N,N,N,N-tetraacetic acid - NEFA non-esterified fatty acid - OAG 1-oleoyl-2-acetyl-sn-glycerol - PKC protein kinase C - PS phosphatidylserine - SDS-PAGE sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis - TG triglyceride - TPA 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate     

白藜芦醇通过激活去乙酰化酶1/腺苷一磷酸激活的蛋白激酶信号通路影响牛脂肪细胞凋亡

本试验旨在研究植物提取物白藜芦醇(RES)对牛皮下脂肪细胞凋亡率以及去乙酰化酶1(SIRT1)/腺苷一磷酸激活的蛋白激酶(AMPK)信号通路关键因子的mRNA和蛋白质表达量的影响。选取18月龄鲁西黄牛的皮下前体脂肪细胞,在细胞分化的第0天,更换为RES浓度分别为0(对照)、100、200和400μmol/L的培养液处理48 h,每组设3个重复。应用Hoechst33342染色检测细胞凋亡的形态学变化,流式细胞分析仪检测细胞凋亡率,荧光定量PCR(q PCR)和免疫印迹试验(Western-blot)分别检测SIRT1/AMPK信号通路上的关键因子SIRT1、A MPKα、叉头转录因子1(Fox O1)、B细胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)、促凋亡蛋白Bcl-2相关X蛋白(Bax)的mRNA和蛋白质表达量,并利用油红O染色鉴定脂肪细胞。结果表明,与对照组相比:不同浓度RES处理后的牛皮下脂肪细胞凋亡率均极显著增高(P0.01);不同浓度RES处理后的SIRT1、AMPKα、caspase-3、Bax的mRNA表达量均显著或极显著提高(P0.05或P0.01),Bcl-2的mRNA表达量极显著降低(P0.01);不同浓度RES处理后的SIRT1、AMPKα、caspase-3的蛋白质表达量均显著或极显著提高(P0.05或P0.01);200和400μmol/L RES处理后,Fox O1的mRNA和蛋白质表达量显著或极显著提高(P0.05或P0.01),Bax的蛋白质表达量极显著提高(P0.01),Bcl-2的蛋白质表达量极显著降低(P0.01)。100μmol/L RES处理后时,Fox O1的mRNA和蛋白质表达量以及Bcl-2、Bax的蛋白质表达量均与对照组差异不显著(P0.05)。由此可见,RES通过激活SIRT1/AM PK信号通路,同时激活通路下游的Fox O1,促进了牛皮下脂肪细胞的凋亡,为通过营养调控技术降低牛皮下脂肪沉积提供了一定的理论基础。     

番鸭产蛋各期肝脂肪酸组成及AMPK信号通路基因表达研究

旨在探究产蛋各期番鸭肝腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）信号通路基因表达和肝脂肪酸组成,为番鸭肝脂质代谢应答产蛋提供机理研究。本研究选取开产前22周龄、产蛋初期30周龄、产蛋中期40周龄和产蛋末期60周龄母番鸭各15羽,全自动生化仪测定血脂水平,苏木精-伊红（HE）染色和油红O染色观察肝组织学结构,实时荧光定量PCR （qRT-PCR）检测肝AMPK通路基因表达,气相色谱-质谱联用法（GC-MS）检测产蛋各期肝脂肪酸组成。结果表明,总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、甘油三酯（TG）和极低密度脂蛋白胆固醇（VLDL-C）水平在40周龄显著高于22、30和60周龄（P<0.05）;高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平在30和40周龄显著低于22和60周龄（P<0.05）。肝HE和油红O染色切片显示,肝在22周龄呈实质状,至产蛋40和60周龄,肝脂滴沉积明显（P<0.05）。AMPKα1在22、30、40和60周龄呈本底低水平表达,并显著低于产蛋各期肉碱脂酰转移酶1（CPT1）和脂肪酸合成酶（FAS）的表达量（P<0.05）,FAS在22、40和60周龄均呈高水平表达（P<0.05）;羟甲基戊二酰辅酶A还原酶（HMGR）、肝细胞核因子4α（HNF4α）、乙酰辅酶A羧化酶1（ACC1）和固醇调控元件结合蛋白-1（SREBP1c）在40周龄表达量显著高于22和30周龄（P<0.05）。肝中饱和脂肪酸（SFA）、单不饱和脂肪酸（MUFA）和多不饱和脂肪酸（PUFA）主要由C16∶0、C18∶0、C18∶1和C20∶2 n-6构成,分别占总脂肪酸含量的32%、16%、30%和9%。C14∶0和C16∶0含量在40周龄显著高于22周龄（P<0.05）;C24∶0、C20∶2 n-6和PUFA含量在60周龄显著高于22和40周龄（P<0.05）。综上,番鸭产蛋期肝通过上调FAS等脂质合成基因表达,合成大量长链脂肪酸,沉积于肝,并增加血脂水平。     

Assessment of interactions between glutamine and glucose on meat quality,AMPK, and glutamine concentrations in pectoralis major meat of broilers under acute heat stress

The objective of this experiment was to evaluate the effects of dietary glutamine and glucose on pectoralis major meat quality in broilers under acute heat stress. Three hundred 35-day-old male broilers (Arbor Acres) were randomly divided into 5 groups. Broilers in the positive control group were kept in a thermoneutral environment (23 ± 1°C, RH 45%–55%) and fed a basic diet, whereas the experimental (2 × 2) group was exposed to acute heat stress (34 ± 1°C, RH 65%–75%) for 12 h and fed the basic diet that contained glutamine (0 and 10 g/kg) and glucose (0 and 10 g/kg). Compared with the positive control group, acute heat stress without glutamine and glucose supplementation increased (P < 0.05) drip loss, L* values, and AMPK concentrations, but it decreased (P < 0.05) water-holding capacity, moisture, pH, a* values, b* values, and glutamine concentrations in pectoralis major meat of chickens. However, dietary glutamine (10 g/kg) increased (P < 0.05) water-holding capacity, moisture, pH, a* values, b* values, and glutamine concentrations, while it decreased (P < 0.05) drip loss, L* values, and AMPK concentrations in heat-stressed chicken pectoralis major meat. Dietary glucose (10 g/kg) increased (P < 0.05) water-holding capacity, moisture, pH, and a* and b* values, while it decreased (P < 0.05) L* values and AMPK concentrations of pectoralis major meat in chickens exposed to acute high temperature. There were significant interactions between glutamine and glucose in the water-holding capacity, pH values, AMPK, and glutamine levels of pectoralis major meat in the heat-stressed chickens. The above results suggest that the addition of glutamine and glucose in the diet is necessary for broilers during acute heat stress condition.     

程序性翻译后修饰对FEN1功能调控的研究进展

瓣状核酸内切酶(FEN1)是结构特异性5'核酸酶超家族成员,以参与冈崎片段成熟、DNA重组、细胞凋亡DNA片段化和长片段碱基切除修复(LP-BER)而闻名,在生物体的多种代谢途径中发挥作用,对维持不同物种基因组的稳定性发挥着十分重要的作用。FEN1的功能或表达异常会导致生物体内的多个生命过程发生紊乱,如突变率增加、微卫星序列不稳定、DNA降解等,对生物体造成严重危害。因此,FEN1在生物体内的表达必须受到严格、精确、及时的调控。研究表明,翻译后修饰对FEN1蛋白的活性强弱、细胞定位及功能稳定性发挥着重要的调控作用。本文对关于FEN1翻译后修饰调控的相关研究进展进行总结,系统归纳翻译后修饰对FEN1功能的调控和影响,为后续开展FEN1程序性调控研究提供了参考。     

洛伐他汀对产蛋鸡胆固醇代谢的调节机理研究

本试验旨在考察洛伐他汀的降胆固醇作用是否由一磷酸腺苷激活的蛋白激酶(AMPK)所介导.选用健康的产蛋率、体重相近的47周龄新罗曼蛋鸡20只,分为2个处理,每个处理5个重复,每个重复2只鸡,单笼饲养,分别饲喂基础日粮(对照组)和试验日粮(基础日粮中添加0.06%洛伐他汀),正式试验期为3周.结果表明:1)添加0.06%洛伐他汀不影响产蛋鸡生产性能,并可以降低鸡蛋胆固醇含量.与对照组相比,按每克蛋黄胆固醇含量(mg/g蛋黄)计,第1、2、3周分别降低11.56%、10.88%和12.75%(P＜0.05);按全蛋总胆固醇(mg/个蛋黄)计,第1、2、3周分别降低16.01%、17.95%和19.79%(P＜0.05);2)添加0.06%洛伐他汀,使产蛋鸡肝脏AMPK活性提高5.69%(P＞0.05),β-羟基-β-甲基-戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGR)、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)活性分别降低21.89%(P＜0.05)和9.72%(P＞0.05);3)细胞培养液中加入0.3 mmol/L洛伐他汀,产蛋鸡肝细胞AMPK活性提高5.02%(P＞0.05),同时加入0.3 mmol/L洛伐他汀和0.5 mmol/L Br8-AMP(AMPK的抑制剂)时,AMPK活性较洛伐他汀组降低4.57%(P＞0.05).由此可知,洛伐他汀的降胆固醇作用可能部分由AMPK介导.     

咖啡酸苯乙酯通过AMPK/FOXO3a信号通路缓解猪精液常温保存氧化应激的作用机制

【目的】探究咖啡酸苯乙酯（caffeic acid phenethyl ester,CAPE）通过AMPK/FOXO3a信号通路缓解氧化应激对猪精液的影响及其分子机制。【方法】选取8头成年（1—2岁）、健康状况良好长白种公猪进行鲜精采集,将质检合格的样品混池待用。试验设计如下：首先,在常温基础稀释液中分别添加0、0.02、0.04、0.06、0.08和0.10 g·L^-1浓度的CAPE,将精液样品与各个浓度组依次混合后放置室温平衡,随即转入17 ℃电子恒温冰箱进行常温保存。全自动精子分析仪（CASA）测定1—5 d精子运动学参数（总活率与渐进性活力）,筛选出最佳适宜浓度为0.06 g·L^-1。其次,将0.06 g·L^-1 CAPE与400 μmol·L^-1的H₂O₂建立氧化胁迫模型,在第1、3、5天分别采用CASA测定精子总活率与渐进性活力,荧光探针技术评估质膜完整性与顶体完整性,抗氧化试剂盒检测过氧化氢酶（catalase,CAT）与超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）活性,在第5 天利用实时荧光定量 PCR技术测定AMPK/FOXO3a信号通路下游靶向基因（AMPK、FOXO3a、SOD1、SOD2、CAT）及凋亡基因BAX的mRNA表达水平,蛋白免疫印记技术测定AMPK、p-AMPK蛋白表达。【结果】（1）浓度筛选试验中,0.06 g·L^-1的CAPE在保存第3 天显著提高精子的总活率并维持至第5天（P<0.05）,不仅如此,精子的渐进性活力在第1 天显著高于其他处理组（P<0.05）。（2）氧化胁迫试验中,H₂O₂处理组的精子质膜完整性、顶体完整性、总活率、渐进性活力、SOD与CAT活性在保存的第5天均极限显著低于空白组与CAPE+H₂O₂混合组（P<0.001）,而空白组与CAPE+H₂O₂混合组的总活率、顶体完整性、CAT与SOD活性不存在显著差异（P>0.05）。与CAPE+H₂O₂混合组相比,H₂O₂处理组AMPK、FOXO3a、SOD1、SOD2、CAT的mRNA表达水平显著降低（P<0.05）,BAX的表达水平显著升高（P<0.05）,而空白组与CAPE+H₂O₂混合组的AMPK、SOD1、CAT与BAX不存在显著差异（P>0.05）。在蛋白表达水平中,CAPE+H₂O₂混合组与H₂O₂组相比,AMPK、p-AMPK 与p-AMPK/AMPK比率显著提升（P <0.05）。【结论】在常温基础稀释液中添加0.06 g·L^-1CAPE可通过促进磷酸化AMPK的表达,诱导AMPK/FOXO3a信号下游抗氧化分子的转录,继而缓解H₂O₂介导的氧化危害对精液品质产生的影响,延长精液的保存时间,但CAPE保护精子氧化损伤更为深入的分子机制仍需作进一步探究。     

外源Ca2+对模拟酸雨胁迫下不同抗性水稻根系氮吸收的影响

为减轻酸雨对植物生长的不利影响,探究Ca²⁺对植物耐酸性的调控机制,本文以五优308（抗性种）和南粳9108（敏感种）两个品种水稻为研究对象,研究外源Ca²⁺对低强度酸雨（pH 4.5,SAR1）和高强度酸雨（pH 3.0,SAR2）胁迫下水稻幼苗根系生长、氮（NO₃^-和NH₄⁺）含量及吸收速率、ATP含量、质膜H⁺-ATPase活性及其磷酸化水平的影响。结果表明： SAR1处理下两个品种水稻的H⁺-ATPase磷酸化水平和活性增加（P<0.05）,促进ATP分解,增加供能,使NH₄⁺吸收增加（P<0.05）,但NH₄⁺仅在南粳9108根中过量积累（P<0.05）,引起铵毒,造成根系生长抑制,五优308中NO₃^-和NH₄⁺含量及其生长均未受影响（P>0.05）。SAR2处理下,两个品种水稻质膜H⁺-ATPase活性和NO₃^-、NH₄⁺吸收速率及含量均降低,根系生长受到抑制（P<0.05）,其中南粳9108降幅大于五优308。Ca²⁺+SAR1处理组两个品种水稻根系质膜H⁺-ATPase磷酸化水平和活性、NO₃^-和NH₄⁺吸收和积累以及根系生长均与对照（叶喷去离子水处理）差异不显著（P>0.05）。Ca²⁺+SAR2处理下H⁺-ATPase活性、NO₃^-和NH₄⁺吸收和积累以及根系生长低于对照（P<0.05）,但显著高于单一SAR2处理（P<0.05）。研究表明,外源Ca²⁺可有效保障模拟酸雨（pH 4.5、3.0）下质膜H⁺-ATPase磷酸化水平,促进H⁺-ATPase活性升高,缓解酸雨对NO₃^-和NH₄⁺吸收的抑制,维持根系生长。其中,外源Ca²⁺对相同强度模拟酸雨胁迫下五优308的调控效果优于南粳9108,说明外源Ca²⁺对酸雨胁迫下植物氮吸收的影响不仅受酸雨强度限制,而且也会受品种影响。本实验中,外源Ca²⁺对不同强度酸雨胁迫下不同抗性水稻氮吸收均有调控效果,合理利用外源Ca²⁺将有助于调节酸雨区农作物的营养吸收,缓解酸雨对农业生产的危害。     

葡聚糖水合二激酶的生物学功能及其应用

葡聚糖水合二激酶(glucan-water dikinase,GWD)催化淀粉发生的磷酸化反应是植物临时淀粉降解的必要过程.该文总结了GWD的结构、生物学功能及其与其他淀粉代谢相关酶类的互作,以及GWD基因的研究进展及其在淀粉改性工艺上的应用现状,展望了GWD在淀粉磷酸化改性工艺上的应用前景,旨在为淀粉生物改性提供一种环境友好型、资源集约型的思路和方法.     

蛋白质磷酸化在油菜素内酯信号通路中的作用

油菜素内酯是植物体内一类重要的类固醇激素,参与调控植物生长发育过程。对拟南芥的大量研究基本阐明了BR信号转导网络中的主要通路。在BR信号转导过程中,蛋白质可逆磷酸化参与了多个重要环节的调控。该文综述了植物体内BR信号转导过程中蛋白质磷酸化的作用。