牛gpam基因遗传多态性分析及基因沉默对脂代谢的

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1、牛GPAM基因遗传多态性分析及基因沉默对脂代谢的第一篇文献综述第1章牛GPAM基因研究进展GPAM基因由20个外显子组成，GPAM酶催化磷脂生物合成和甘油三酯（TAG）合成的第一步反应，这个反应包括TAG转化为辅酶A和磷脂以及酰基辅酶A的合成[95]。研究表明哺乳动物体内有多种蛋白质具有甘油-3-磷酸酰基转移酶活性，通过调节作用，在酶催化的脂质生物合成反应中发挥作用。GPAM基因通过体液和中心调节作用，对哺乳动物体内能量消耗，脂肪合成代谢，胴体重量进行调控[95]。甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAM)催化甘油脂的

2、生物合成过程中的第一步反应[1]。它在调控中起着关键的作用，细胞内甘油三酯和磷脂水平受到由GPAM酶含量的多少的调控[1-3]。甘油-3-磷酸酰基转移酶有两种异构体，在哺乳动物中以线粒体和胞浆的形式存在[4]。GPAM以饱和脂肪酰基辅酶A为底物，而胞内酶使用饱和和不饱和脂肪酸为底物[5]。1994年底，GPAM基因已在大鼠（NM.017274）和小鼠（NM.008149）身上实现了成功的克隆[6]。人类GPAM基因序列是由基因，并将其定位于（BTA）26q22染色体[1]。线粒体甘油-3-磷酸酰基转移酶基因，又名

3、GPTA1，mtGPAT，KIAA1560。GPAM是GPAT基因家族的一员，GPAT主要分为线粒体GPAT即GPAM（MitochondrialGPAT）和微粒GPAT（MicrosomalGPAT）[1，95]。R.Roy等人对小鼠和牛点的GPAM基因进行了充分的研究，他们使用小鼠GPAM基因序列设计特异性引物从而部分放大的并获得了牛GPAM基因，然后使用原位杂交体技术把牛的GPAM基因定位（BTA）于26q22染色体[2，95]。GPAM基因由828个氨基酸组成，包含20个外显子，在细胞内位于线粒体外膜的多

4、通道膜蛋白，人类和小鼠的GPAM基因很早以前就被定位，分别位于10号染色体上（HSA10q24→q26）和MMU19上,牛的GPAM基因被位于牛（BTA）的染色体26q22[3，95]。研究表明哺乳动物体内的多种蛋白质具有甘油-3-磷酸酰基转移酶活性，通过体液和中心调节作用在酶催化的脂质生物合成反应中发挥重要作用。GPAM基因通过体液和中心调节作用，对哺乳动物脂肪合成代谢，能量消耗，胴体重量进行调控[4，95]。.1.2GPAM基因表达时的生理变化GPAM基因在所有的组织中都表达，在肝脏和脂肪组织中表达

5、量最高，其次是肌肉和肾脏[15]。这种表达模式不对应相对蛋白水平或酶活性，而是显示了较强的转录后调控[16]。研究表明，小鼠禁食一周后，补喂高碳水化合物食物，GPAM基因的mRNA会增加30倍；但是注射胰岛素的对照组小鼠就不会出现mRNA水平的折叠。由此可知胰岛素对该基因的表达具有抑制作用[8]。然而，一些研究表明，GPAM基因对遗传微粒型标签的合成也很重要。例如，在分化的3T3-L1脂肪细胞中，GPAM基因的遗传活性会增加30倍[8]。GPAM和其他酰基转移酶的氨基酸序列比对后找到了四个同源性强氨基酸序列。这四

6、个基序分别为：GPAT（GPAM），酰基-甘油-3-磷酸酰基转移酶（AGPAT），磷酸二羟基丙酮磷酸转移酶（DHAPAT）和LPEAT[8,17,18]。研究表明：基序1中的组氨酸去离子化后可以和甘油-3-磷酸基团上的酰基辅酶A结合形成硫酯键从而促进亲核作用[19]。基序中的天门冬氨酸残基与组氨酸结合增加了甘油-3-磷酸羟基基团的亲核性。基序2通过定点突变来核实氨基酸序列的准确性[12]。研究表明，经分析酰基转移酶的氨基酸突变与人类遗传性疾病之间的关系，酰基转移酶的氨基酸突变会导致脂肪代谢障碍、软骨病等遗传性疾病

7、。大肠杆菌的动力学研究表明：基序I和IV催化功能有助于甘油-3-磷酸的形成[10,20,21]。虽然（基序I-IV）的活性位点是位于N末端结构域中，但通过内部修饰作用，该区域还是起着关键的结构或调节作用。.第2章甘油三酯的研究进展2.1甘油三酯的意义对甘油脂生物合成过程中所使用的酶的研究可以追溯到20世纪50年代，其中大量的工作是在尤金•肯尼迪（EugeneKennedy）实验室进行的[26]。从那时起，科学家已经在关于酶催化脂质生物合成反应的因素和调节脂质生物合成的因素方面取得了重要进展。由于大部分的

8、脂质生物合成酶存在膜蛋白，以及由于许多的底物和产物是疏水性的，所以早期的研究中在纯化酶的方法上遇到了很大困难[27]。在过去的几十年中，科学家们在酶分子水平上的研究取得重大进展，他们逐渐意识到不同亚型脂肪酸合成酶能催化相同的化学反应[28]。在某些情况下，这些不同基因产物是由相同的基因编码的，但由于发生选择性剪接而导致发生变化。虽然人们纷纷猜测：在甘油三酯和磷脂的生物合成