【摘要】：超長(zhǎng)鏈脂肪酸延伸酶(ELOVL)家族是催化包括長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸(LCPUFA)在內(nèi)的脂肪酸鏈延伸反應(yīng)中的限速步驟。雖然在哺乳動(dòng)物中該基因家族,特別是其中的個(gè)別成員,如ELOVL2、ELOVL5和ELOVL6等的功能和調(diào)控機(jī)制已經(jīng)進(jìn)行了深入的研究。然而,在家禽中ELOVL基因家族的研究鮮有報(bào)道。為了研究雞ELOVL基因家族的生物學(xué)特性和表達(dá)調(diào)控機(jī)制,本研究以盧氏綠殼蛋雞為試驗(yàn)材料,首先,利用生物信息學(xué)分析手段,對(duì)雞ELOVL基因家族成員的起源進(jìn)化和蛋白結(jié)構(gòu)域進(jìn)行了系統(tǒng)分析;其次,利用PCR和qPCR技術(shù)研究了ELOVL基因家族在蛋雞各組織中的時(shí)空表達(dá)規(guī)律;然后,利用雌激素處理的青年蛋雞和雞胚肝臟原代細(xì)胞模型,研究了ELOVL基因家族的表達(dá)調(diào)控機(jī)制;最后,利用雙熒光素酶報(bào)告系統(tǒng)和基因過(guò)表達(dá)、干擾等技術(shù),分析了肝臟中miRNA對(duì)這一家族成員ELOVL5的表達(dá)調(diào)控機(jī)制。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:1.雞ELOVL基因家族的起源進(jìn)化和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特性雞ELOVL基因家族有7個(gè)成員,都具有超長(zhǎng)鏈脂肪酸延伸酶典型的ELO結(jié)構(gòu)域和該家族的代表基序(HXXHH),該基序可能是其活性中心。其中ELOVL3和ELOVL6有6個(gè)跨膜區(qū)域,其他成員均有有7個(gè)跨膜區(qū)域。ELOVL基因家族的起源進(jìn)化分析表明,ELOVL基因家族聚類到2大分支中,其中,ELOVL3和ELOVL6的起源進(jìn)化關(guān)系較近,屬于旁系同源基因,推測(cè)其功能相似。而在另一大分支中,ELOVL2和ELOVL5、ELOVL1和ELOVL7基因的起源進(jìn)化關(guān)系較近,也分別為旁系同源基因,推測(cè)它們分別具有相似的功能。ELOVL4與ELOVL2和ELOVL5基因起源進(jìn)化關(guān)系較近,獨(dú)立起源于一古老基因,或與ELOVL2和ELOVL5旁系同源。進(jìn)一步的基因組共線性分析表明,ELOVL基因家族中的ELOVL3基因在鳥(niǎo)類中的起源進(jìn)化高度保守,其他成員在高等脊椎動(dòng)物中的起源進(jìn)化高度保守,在魚(yú)類等低等脊椎動(dòng)物中的保守性較差,說(shuō)明ELOVL基因家族成員可能分別起源于不同的古老基因。2.ELOVL基因家族在蛋雞各組織中的時(shí)空表達(dá)規(guī)律雞ELOVL基因家族中ELOVL1、ELOVL5、ELOVL6和ELOVL7在所有組織中廣泛表達(dá),沒(méi)有組織特異性,這與機(jī)體內(nèi)飽和脂肪酸的廣泛存在有關(guān);ELOVL2基因在肝臟中顯著富集;ELOVL3基因在肺臟中高水平表達(dá);ELOVL4在10周齡的肝臟、腺胃和腹脂中不表達(dá),在30周齡的肝臟、心臟和胸肌中表達(dá)不明顯。雞ELOVL基因家族在不同發(fā)育時(shí)期肝臟、腎臟和腹部脂肪組織中的表達(dá)分析發(fā)現(xiàn),在肝臟組織中,ELOVL1基因在生長(zhǎng)早期(5周齡)的表達(dá)水平顯著高于其他發(fā)育階段(p0.05),其可能與蛋雞早期的生長(zhǎng)發(fā)育有關(guān);ELOVL2、ELOVL5和ELOVL6基因在產(chǎn)蛋高峰期(30周齡)和35周齡時(shí)的表達(dá)水平顯著高于其他發(fā)育時(shí)期(p0.05),這可能是由于產(chǎn)蛋期脂肪代謝旺盛,機(jī)體對(duì)脂肪酸的需求升高。ELOVL7基因在不同發(fā)育時(shí)期的肝臟組織、腎臟組織和腹部脂肪組織的表達(dá)水平僅在35周齡時(shí)顯著升高(p0.05),而其他成員在腎臟和腹部脂肪中的表達(dá)水平均無(wú)顯著性變化。3.ELOVL基因家族的表達(dá)調(diào)控機(jī)制雌激素處理使得肝臟組織和雞胚肝臟原代細(xì)胞中的ELOVL1基因的表達(dá)水平顯著下調(diào)(p0.05),而ELOVL2、ELOVL4、ELOVL6和ELOVL7基因的表達(dá)水平顯著或極顯著上調(diào)(p0.05或p0.01),但是對(duì)ELOVL3和ELOVL5基因的表達(dá)無(wú)顯著影響,說(shuō)明雌激素能夠調(diào)控ELOVL基因家族中的ELOVL1、ELOVL2、ELOVL4、ELOVL6和ELOVL7基因的表達(dá)。4.miRNAs對(duì)ELOVL5基因的表達(dá)調(diào)控用生物信息學(xué)分析方法預(yù)測(cè)與ELOVL5基因互作的miRNAs,并與課題組前期20周齡/30周齡肝臟組織miRNA轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行整合分析,鑒定出作用于ELOVL5基因的潛在靶向miRNA-218-5p。利用雙熒光報(bào)告系統(tǒng)驗(yàn)證了ELOVL5基因與miRNA-218-5p的靶向關(guān)系,證明在正常生理狀態(tài)下,ELOVL5基因的表達(dá)受到miRNA-218-5p轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控。綜上所述,雞ELOVL基因家族具有相同的功能結(jié)構(gòu)域,都能夠催化脂肪酸的延伸反應(yīng),且各成員在進(jìn)化過(guò)程中高度保守;ELOVL基因家族各成員在各組織中的表達(dá)模式不盡相同,說(shuō)明各成員各自發(fā)揮重要的作用;在雞肝臟中,ELOVL1、ELOVL2、ELOVL4、ELOVL6和ELOVL7基因的表達(dá)受到雌激素的調(diào)節(jié),而ELOVL5基因的表達(dá)受到miR-218-5p轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控。
【圖文】：

脫水和還原）的循環(huán)而發(fā)生（圖1-1），，每個(gè)循環(huán)添加 2 個(gè)碳[19]。 在第一步的縮合反應(yīng)中，�；o酶 A（acyl-CoA）和丙二酰輔酶 A（malonyl-CoA）被 ELOVL 家族之一的 FA 延伸酶縮合為 3-酮脂酰輔酶 A（3-ketoacyl-CoA）[19]。 第二步是 NADPH 依賴性還原反應(yīng)，由 3-酮脂酰輔酶 A 還原酶 KAR催化產(chǎn)生 3-羥基�；o酶 A（3-hydroxyacyl-CoA）[20]。第三步是脫水反應(yīng)，有 3-羥酰輔酶A 脫水酶 HACD1-4 的其中之一催化完成[21]。由脫水反應(yīng)所得到的 2,3-反式-烯酰 CoA（2,3-trans-enoyl CoA）最終通過(guò)反式-烯酰 CoA 還原酶 TER 還原為�；� CoA，此反應(yīng)也是NADPH 依賴性的[19,20]。ELOVL 延伸酶家族是脂肪酸延伸合成的限速酶[22]，在調(diào)節(jié)脂質(zhì)生

圖 3-1 雞 ELOVL 基因家族蛋白結(jié)構(gòu)域分析Fig. 3-1 Analysis of protein domain of chicken ELOVL gene family表 3-3 雞 ELOVL 基因家族蛋白跨膜區(qū)域的位置Tab. 3-3 Position of protein transmembrane region of chicken ELOVL gene family蛋白蛋白跨膜區(qū)域的位置1 2 3 4 5 6 7ELOVL1 5-27 40-62 84-106 113-132 142-134 177-196 206-228ELOVL2 29-51 68-90 116-135 142-164 179-201 208-225 235-254ELOVL3 21-38 48-70 125-142 152-171 184-206 216-238ELOVL4 40-62 75-94 125-147 154-173 183-205 217-239 249-266ELOVL5 28-50 63-85 110-132 139-161 176-198 205-227 231-253ELOVL6 34-51 66-88 137-156 161-183 195-217 232-254ELOVL7 27-49 70-92 114-136 143-162 172-194 206-228 238-260
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S831

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 郎大田;張亞平;于黎;;核糖核酸酶基因超家族分子進(jìn)化[J];遺傳;2014年04期

2 李穎;覃君慧;梁媛;馬小娟;信波;師建國(guó);王瑞安;;雌激素調(diào)節(jié)人乳腺癌細(xì)胞CD147表達(dá)的研究[J];現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué);2012年03期

3 邵偉;傅強(qiáng);杜超;;ω-3多不飽和脂肪酸對(duì)嚴(yán)重腹腔感染病人細(xì)胞免疫功能的影響[J];腸外與腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng);2011年01期

本文編號(hào)：2647488