沉默信息调节因子1对脂类代谢的调控作用
SIRT1的生理作用及调控机制的研究进展_王晓凯
·综述·SIRT1的生理作用及调控机制的研究进展王晓凯张志成孙天胜沉默信息调节因子2(silent information regulator2,Sir2)相关酶类,是一种高度保守的NAD+依赖的蛋白去乙酰化酶类。
Sir2在基因沉默、基因组稳定性、细胞寿命以及代谢调节上具有必不可少的作用。
Ivy等率先从酵母中分离并鉴定出Sir2基因[1]。
随后在研究线虫和果蝇时也发现Sir2基因家族参与调节细胞寿命过程[2]。
2000年从哺乳动物方面鉴定与Sir2同源的一个蛋白质家族,统一称为Sirtuin(SIRT)[3],又称抗衰老酶。
哺乳动物有7个Sir2同源基因[4]。
Sirtuin进化得比较保守,在人类中有个不同的Sirtuin蛋白,分别命名为SIRT1 7[5]。
以人类为例,与Sir2同源的人cDNA序列:SIRT1、SIRT2、SIRT3、SIRT4、SIRT5、SIRT6、SIRT7,它们分别定位于第10、19、11、12、6、19、17号染色体上,无论在结构和功能上都与Sir2保持着较高的同源性,其中SIRT1与酵母菌Sir2同源性最高[6]。
SIRT1与多种信号传导通路(Wnt、Notch等)中的头蛋白盒转录因子(forkhead-box transcription factors,FOXO)1/3/4、c-myc、NF-κB、IGFBP1、p300、p53等蛋白相互作用,参与神经保护、细胞衰老凋亡、糖脂类代谢、炎症氧化应激反应等过程,发挥其对基因的调控功能。
鉴于SIRT1的上述功能,引起各学科研究人员的广泛关注。
本文对SIRT1的近期研究结果作一综述。
一、分布1.基因水平:SIRT1首先于1999年在人体内被发现,该基因定位于人类染色体10q21.3,基因组序列长度(在69644427 69678147)约为33.72kb,无剪接变异,具有高度保守性。
cDNA序列包含长约2.4kb的ORF(open reading frame),有9个外显子,编码747个氨基酸,翻译后蛋白质相对分子量约81.7kDa[7]。
胆固醇转运蛋白 NPC1L1的研究进展
胆固醇转运蛋白 NPC1L1的研究进展张艳平;许崇利;刘霞;高飞;武蓉;欧阳红生;逄大新;许崇波【摘要】Niemann-Pick C1 Like 1 NPC1L1 has recently become a research emphasis in hyperlipidemia. It has been identified as an essential protein in the intestinal cholesterol absorption and bile secretion. NPC1L1can maintain the whole body cholesterol homeostasis by regulating cholesterol biosynthesis and it is the target of ezetimibe.% NPC1L1是近年来人们研究高脂血症的重点内容,该蛋白已被证实在胆固醇的肠道吸收和胆汁分泌中发挥了关键作用.NPC1L1调节体内胆固醇的生物合成,是维持生物体胆固醇动态平衡的重要因素,同时也是新型降脂药物依泽替米贝的作用靶点【期刊名称】《中国动物检疫》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】4页(P76-79)【关键词】NPC1L1;肠道胆固醇吸收;胆固醇转运【作者】张艳平;许崇利;刘霞;高飞;武蓉;欧阳红生;逄大新;许崇波【作者单位】大连大学医学院,辽宁大连1166222;吉林大学畜牧兽医学院,吉林长春130062; 吉林化工学院环境与生物工程学院,吉林吉林 132022;南京师范大学生命科学院,江苏南京 210046;吉林大学畜牧兽医学院,吉林长春130062;吉林大学畜牧兽医学院,吉林长春130062;吉林大学畜牧兽医学院,吉林长春130062;吉林大学畜牧兽医学院,吉林长春130062;大连大学医学院,辽宁大连1166222【正文语种】中文【中图分类】Q548.1胆固醇在机体内有着广泛的生理作用,它不仅参与细胞膜形成,而且是合成胆汁酸、维生素D及甾体激素的原料。
SIRT1对心衰的保护作用研究进展
在 生理 条 件下 ,心肌 是 线 粒 体 内膜 上 的一 种 电 压 门控 通
反应 的分子 基质 2 _ 。 沉 默信息调节 因子 细胞 主要 利用 游 离脂 肪 酸 ( F F A) 产生 道 。 研究[ 8 j 证实 , m P T P参 与 了 多种 原 2相 关酶 1( s i l e n t i n f o r ma t i o n r e g u l a t i o n A T P 。在心 衰 早期 阶段 ,心 肌 细 胞将 因引 起 的细 胞 坏 死 , 如缺 血 再灌 注 损 2 h o mo l o g 1 , S I R T 1 ) 对 蛋 白质 去 乙酰化 F F A转 化 为葡 萄糖使 得 每分 子 的氧耗 伤 。m P T P急 性 不 可 逆 性 开 放 可 导 致 细 作 用 则 是一 种 重 要 的 翻译 后 修饰 , 调 产生更 多 的 A T P 。随着 心衰进展 , 心肌 胞 坏死 ,而 慢性低 水平 开放 可诱 导线 节 着心 肌细胞 能量 代谢 、 活性 氧产 生 、 细胞 会 出现胰 岛素抵 抗 和葡 萄糖 利用 粒 体肿胀 和 细胞膜 去极 化 .并通过 自 血 管生 成 、 细胞 自噬及死 亡等 过程 。 并 率下 降 , 从 而限制 了 A T P产生 , 而高能 噬作用清除 缺陷 的线粒体 。 在 心衰 发生 发展 的病 理生 理过 程 中发 磷酸 盐 的含量 与心 肌疾 病患 者 的存活 理 功能 以及在 心 功能 衰竭 中 的保护 作 细胞代谢 可缓解 心衰进程 l 4 _ 。
线粒 体参 与 了心脏 能量 产生 和新 素 ,而 S I R T 1 可 通过 影 响这些 因素 调
陈代 谢等 重要 生理 过程 ,其 功能 障碍 控 mP T P开 放
海南大学生物工程学院2021年《细胞生物学》考试试卷(82)
海南大学生物工程学院2021年《细胞生物学》课程试卷(含答案)__________学年第___学期考试类型:(闭卷)考试考试时间:90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题(35分,每题5分)1. ras是一个癌基因。
()答案:错误解析:ras是一个原癌基因,如果带有使其始终处于活化状态的突变,才会变成癌基因。
2. 原核生物和真核生物细胞质膜内都含有胆固醇。
()答案:错误解析:原核生物和豆科植物细胞的质膜没有胆固醇,只有动物细胞质膜中有。
3. 蛋白糖基化时由糖基转移酶将糖基直接转移到肽链上。
()答案:错误解析:蛋白质精细糖基化是一个复杂的操作过程,在糖基化的过程中先形成寡糖链的,再经间隔转移的过程形成成熟的糖蛋白。
4. 端粒是任何生物染色体所不可缺少的稳定染色体结构的组成部分。
()答案:错误解析:大肠杆菌染色体就没有端粒序列。
5. 细胞内一种蛋白质总量是否处于稳定状态,取决于其合成速率、催化活性以及降解速率。
()答案:错误解析:回报率蛋白质的含量取决于合成和降解的比率,而与催化活性无关。
6. 细胞中所有的微丝均为动态结构。
()答案:错误解析:体内有些微丝并不是动态的结构,而是永久性的结构,如肌肉中的球状及肠上皮细胞微绒毛中楔形的轴心微丝。
7. 核孔复合体中央有一通道,其大小不能调节,但蛋白质自细胞质输入核内以及RNA自核内输出到胞质,都是高度有选择性的。
()答案:错误解析:核孔复合体的有效通道的大小是可以调节的。
2、名词解释(40分,每题5分)1. 第二信使[中山大学2019研]答案:第二信使是指将第一信使的外来信息转导至细胞内并引起相应生物效应的细胞内信息分子,又称“第二信使系统”。
例如环腺苷酸(cAMP)、环鸟苷酸(cGMP)、1,4,5三磷酸肌醇(IP3)、甘油二酯(DG)等是某些激素的第二信使。
解析:空2. 胞质分裂答案:胞质分裂是指在细胞分裂末期时,于核分裂之后接着发生的胞质体的分裂。
沉默信息调节因子1对脂类代谢的调控作用
收稿日期:2015-11-17
基金项目:国家公益性行业( 农业) 科研专项经费( 201003061)
作者简介:吴铁梅(1988—),女,内蒙古通辽人,博士,从事动物营养与饲料领域研究。 E-mail: wuyuyan0820@
闫素梅 教授 博士生导师 *通信作者: , ,
,E-mail: yansmimau@
对脂肪组织的内稳态平衡起关键作用[33] 。
然而,决定 BAT生理功能的因素有解偶联蛋
白 和 的 辅 1 ( uncoupling protein 1, UCP1) PPARγ
5期
吴铁梅等:沉默信息调节因子 1 对脂类代谢的调控作用
1287
助 激 活 因 子 而抑 制 与 视 黄 醇 类 受 体 异 二 聚 体 ( peroxisomeproliferator-activated re-
作用不同,SREBP2 是胆固醇生物合成的调节因
子,SREBP1c主要参与脂肪酸合成,SREBP1a一定
程度的参与胆固醇和脂肪酸合成[18-20] 。 SREBP1c
是重要的脂肪形成转录因子,能直接调控脂类代
谢相关主要基因的表达。 此外,在成脂分化中
有 SREBP1c 助于 的表 PPARγ 达和内源性 PPARγ
动物营养学报 2016,28(5):1285-1293
ChineseJournalofAnimalNutrition
doi:10.3969/j.issn.1006-267x.2016.05.001
沉默信息调节因子 1 对脂类代谢的调控作用
吴铁梅 闫素梅* 格日乐玛
(内蒙古农业大学动物科学学院,呼和浩特 010018)
除 SIRT1 有抑制胰岛素的趋势。 然而,脂肪组织
细胞信号通路在代谢调控和疾病发生中的作用
细胞信号通路在代谢调控和疾病发生中的作用细胞是生命的基本单位,身体的各种生理和代谢过程都是由细胞内部的调控机制完成的。
细胞信号通路即是指在细胞内部进行信息传递和调控的复杂网络系统。
细胞信号通路参与了许多重要的生物学过程,如细胞增殖、分化、细胞凋亡、代谢调节等,并与许多疾病的发生密切相关。
在本文中,我们将深入探讨细胞信号通路在代谢调控和疾病发生中的作用。
1. 细胞信号通路在代谢调控中的作用在细胞内,代谢调节是指通过一系列的信号传递,调节细胞内部的能量利用和分配,使细胞维持其正常生长、复制和生存。
代谢调节主要包括糖代谢调节、脂类代谢调节和氨基酸代谢调节等。
1.1 糖代谢调节糖代谢调节是指控制细胞内糖分解、糖合成以及糖酵解的过程,从而调节细胞内的能量利用和分配。
糖代谢的平衡受到多种信号通路的调节,包括AMP激活的蛋白激酶、Ins与IGF-1的信号转导通路等。
AMP激活的蛋白激酶(AMPK)是一个重要的糖代谢调节因子,它能够调节糖原合成和分解、糖酵解和脂肪酸氧化。
Ins与IGF-1的信号转导通路能够通过激活PI3K/Akt通路、MEK/ERK通路等促进细胞对葡萄糖的利用。
1.2 脂类代谢调节脂类代谢调节主要指控制脂肪合成和分解的过程。
在细胞内,脂肪的合成需要ATP、NADPH等能量源,同时也依赖于一些调节因子的作用,如胆固醇合成调节因子SREBP、LXR和PPAR等。
细胞内存储的脂肪酸可以通过脂肪酸的氧化代谢和酯化分解来获得能量。
1.3 氨基酸代谢调节氨基酸是构成蛋白质的基本单元,同时也是参与人体代谢的重要物质。
氨基酸的代谢过程主要包括蛋白质降解和氨基酸转运等。
氨基酸的转运受到多种因素的调节,包括mTORC1、AMPK等,同时也与一些疾病的发生有关。
mTORC1是一个重要的氨基酸代谢调节因子,它能够调节蛋白质合成、细胞生长和代谢等过程。
2. 细胞信号通路在疾病发生中的作用除了在代谢调控中的作用外,细胞信号通路在疾病发生中也有重要的作用。
某大学生物工程学院《细胞生物学》考试试卷(1347)
某大学生物工程学院《细胞生物学》课程试卷(含答案)__________学年第___学期考试类型:(闭卷)考试考试时间:90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题(50分,每题5分)1. 细胞内的生物大分子是指蛋白质、脂类和DNA等。
()答案:错误解析:2. 神经递质(neurotransmitter)是从神经末梢释放出来的小分子物质,是神经元与靶细胞的化学信使,也可进行远距离通讯。
()答案:错误解析:神经递质扩散的距离有限,因此仅作用于与之相连的靶细胞。
3. 亲脂性信号分子的受体仅位于细胞核内。
()答案:错误解析:亲脂性信号分子的受体也可以位于细胞质基质中。
4. 对显微镜来说,最重要的性能参数是放大倍数。
()答案:错误解析:显微镜最重要的性能参数是分辨率而不是放大倍数。
放大倍数可根据需要在使用过程中进行调节,可大可小,并不能作为性能参数。
5. 单细胞生物不存在细胞分化的现象。
()[南京师范大学2004研]答案:错误解析:细胞分化并非多细胞有机体的特征。
单细胞生物甚至原核生物也存在细胞分化问题。
如枯草杆菌芽孢的形成,啤酒酵母单倍体孢子的形成及萌发形成的α和a两种交配型。
特别是黏菌在孢子形成过程中,由单细胞变形体形成的蛞蝓形假原生质团,进一步分化为柄和孢子的过程,均涉及一系列特异基因的表达。
6. 多线染色体上的胀泡是翻译水平较高的地区。
()答案:错误解析:胀泡是指多线染色体的某些带区变得疏松膨大而形成胀泡。
胀泡是基因活跃转录的形态学标志。
7. 细胞组分经过特异染色后,用可见光显微分光光度测定法不仅可以准确定位,而且可以灵敏地测出其含量。
()答案:正确解析:如DNA经Feulgen染色后,最大吸收波长为546nm的可见光,根据波长吸收可计算出其含量。
8. 癌细胞的培养,也是单层生长,但没有接触抑制现象。
()答案:错误解析:当癌细胞失去接触抑制时,会出现成堆生长的现象。
脂类代谢的名词解释
脂类代谢的名词解释脂类代谢是指生物体对脂类分子的合成、分解和转运过程。
作为生物体内重要的能量储备和生命物质的组成部分,脂类在机体中扮演着关键的角色。
脂类代谢的研究不仅对于揭示一系列疾病的病理机制具有重要意义,而且对于寻找新的治疗和预防策略也具有重要指导意义。
脂类是一类化学物质,通常是由长链的羧酸和甘油形成,进而与其他分子结合形成脂肪酸或甘油脂。
脂类的合成过程受到许多调节因子的控制,其中包括饮食、体内激素水平、基因表达等。
在脂类代谢中,脂类合成被认为是一种能量储备的形式,同时也作为生命活动所必需的重要物质。
脂类代谢中的一个重要过程是脂类分解,也被称为脂解。
脂解是指将脂类分子分解为脂肪酸和甘油的过程。
在细胞内,脂解通常通过酶的作用来实现。
通过脂解,存储在细胞内的脂类可以释放出来,以供能量消耗和生物合成需求。
除了脂解,脂类代谢中的另一个重要过程是脂类的转运。
脂类分子通常不能直接溶解在水中,因此需要特殊的载体来进行有效的转运。
在生物体内,脂类的转运主要由载脂蛋白类分子完成。
载脂蛋白类分子能够与脂类分子结合,形成脂蛋白颗粒,从而使脂类能够在体内通过血液或细胞膜进行运输。
脂类代谢的紊乱可能导致一系列疾病的发生。
例如,脂类合成过程的异常增加可能导致肥胖和代谢综合征等疾病的发生。
而脂解过程的异常减少则可能导致脂肪积累和脂肪肝等病症。
脂类转运的紊乱也与一些心血管疾病和代谢病有关。
因此,对于脂类代谢的深入理解对于预防和治疗这些疾病具有重要的意义。
近年来,随着对脂类代谢的深入研究,一些新的治疗策略也逐渐浮出水面。
例如,针对脂类合成过程的药物和营养干预措施能够帮助调节体内脂类的合成过程,从而减轻肥胖和相关代谢疾病的风险。
此外,针对脂类分解和转运过程的药物研发也有望找到新的治疗策略。
总之,脂类代谢是生物体内一系列关键生化过程的总称,包括脂类的合成、分解和转运。
脂类代谢的紊乱与多种疾病的发生和发展有关。
通过深入研究脂类代谢,我们可以更加全面地认识到这些代谢过程对于人体健康的重要性。
基因沉默名词解释
基因沉默名词解释基因沉默,指的是抑制或抑制正常的基因功能。
基因沉默可以在多种水平上发生,从分子层次到细胞层次,从细胞层次到组织层次,再到整个机体组织水平。
基因沉默可分为三类,即转录抑制、调节抑制和调节转录抑制(TGS)。
转录抑制是指基因转录过程中的抑制,它是由转移因子介导的,通常是由抑制基因的非编码RNA、DNA复合物或其他蛋白质抑制有效的HTR导致的。
当转录因子在基因上聚集时,它们可以抑制此基因上的有效拷贝数量及其表达,从而降低或抑制基因的功能。
调节抑制是指在基因转录后的调控过程中,由抑制蛋白质通过影响mRNA或蛋白质的稳定性来抑制基因表达。
调节抑制可以在不同水平上发挥作用,例如在细胞中可以抑制mRNA和蛋白质的形成,在组织水平上可以抑制蛋白质的稳定性和细胞分化,从而抑制基因表达。
这种抑制机制可以使基因表达更加精细,可以更好地调节基因功能,从而调节机体的新陈代谢。
调节转录抑制也叫TGS,它是一种可以在基因组织水平上实现基因沉默的技术,它可以实现非编码RNA涉及的基因表达调控。
在基因水平上,TGS可以改变mRNA和蛋白质的形成方式和稳定性,从而抑制基因表达,在组织水平上,TGS可以影响细胞分化,从而抑制机体的器官及组织的新陈代谢。
此外,TGS还可以通过调控细胞的基因表达,影响细胞的生长、分化和功能,从而抑制疾病发病。
基因沉默在生物的发育过程中具有重要作用,它可以控制基因的表达,从而调节细胞的发育和机体的新陈代谢。
目前,基因沉默技术被用于各种疾病治疗,如癌症、心脏疾病和神经系统损伤等,这些技术可以改变基因表达水平,从而抑制疾病发病。
未来,基因沉默技术可能在生物医学领域展开广泛的应用,例如可以用于器官的再生、药物的研发等。
同时,基因沉默技术在生物安全性、社会安全性和科学道德上也可能引起讨论,因此,在基因沉默技术的应用时,还需要综合考虑法律、人文、社会等因素。
基因沉默是一种重要的基因调控技术,它可以影响基因表达、影响细胞发育和机体新陈代谢,还可以用于疾病治疗,因此,基因沉默技术将在未来发挥更多重要的作用。
胰高血糖素样肽-1对脂肪细胞的作用研究进展
萄糖摄取和脂肪分解 , 增强其对胰岛素 的
敏感性 : T F— 诱 导 的胰 岛素抵抗 的 在 N 33一L 1 1脂肪 细 胞模 型 中 , L G P—l可通
通 过 D G— K A P C途径损伤 胰 岛素 信号传 导 的后 受 体… , 进一 步 抑 制胰 岛 素 的作 用。另一方 面 , 内的脂代谢紊乱可造成 体
作用机制。 能 量 代 谢 紊 乱 在 2型 糖 尿 病 发 生 和 发 展 中 的 作 用
肪细胞 分泌的 、 可以影 响脂 代谢的细胞 因 子。②胰 岛素敏感 性的调节 因子 : 如过氧 化物 酶体增殖 物激活受体 ^ P A ) 是 y P , (
促进前脂肪细 胞分 化成 为脂肪 细胞 的一 个转 录因子 , 可增 强脂 肪细胞对胰岛素 的
F A过剩并在全 身的非脂肪 细胞 中沉积 , F 具有广 泛的脂毒 性作 用。近来 有动 物和
临 床研 究 表 明 , 也 是 T D 发 病 的 重 要 这 2M
G P—l的来源 、 构和功能 : 高血 L 结 胰
0 .0 80 2
促进作 用可 能 与其加 剧胞 内 c M A P浓 度 降低有 关 。这 与 G P一1作 用 于胰 岛 B L 细胞 G P一1 L 受体而提高胞 内 c M A P含量
是相反 的。因此 , L G P一1对 脂 肪 细 胞 的
在机体能量代谢的调控 中处 于核 心地位 。 因此 , 以脂肪 组织 , 其是 脂肪 细胞 为靶 尤 点的治疗方法在纠正代谢紊乱 , 控制糖尿
4 P s P C等酶 的活性 , 可能是 4 MA K 和 K 这 它们促进葡 萄糖摄取 的机 制所 在。 促进胰 岛素抵抗 状态 脂肪 细胞 的葡
SIRT1改善脂肪组织炎症的机制探讨
SIRT1改善脂肪组织炎症的机制探讨摘要】沉默信息调节因子相关酶(SIRT1)是一种NAD+依赖的组氨酸去乙酰化酶。
SIRT1作用于炎症反应、胰岛素通路等而在代谢途径中扮演重要的角色。
SIRT1与改善脂肪细胞炎症密切相关。
研究SIRT1与脂肪组织炎症的关系为治疗代谢综合征的提供新靶点。
【关键词】 SIRT1 脂肪细胞炎症【中图分类号】R589 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2014)05-0211-01肥胖症是一种低度持续性炎症代谢性疾病,以体内脂肪细胞数量的增多和脂肪细胞的体积异常增大为特点。
脂肪细胞炎症产生大量炎症因子又可通过抑制胰岛素的活性从而干扰脂肪细胞的糖脂代谢和内皮功能等,是导致肥胖并发症的重要发病机制。
SIRT1是一种NAD+依赖的组蛋白去乙酰化酶家族,可作用于蛋白的赖氨酸残基使其去乙酰化从而在代谢相关疾病中起重要作用。
SIRT1有明显抗炎作用而在改善胰岛素抵抗,心血管疾病等方面有重要作用。
在本篇文章中我们将对SIRT1改善脂肪细胞炎症的机制进行综述。
1.调节转录因子的活性1.1 NF-κB:NF-κB,一个转录因子蛋白家族,是文献报道SIRT1发挥抗炎作用最重要的靶点。
目前研究多认为NF-κB是由 p50和p65多肽组成的异源二聚体。
NF-κB通过促进基因的表达、细胞的活化和活性物质的释放调节机体的炎症反应。
SIRT1可以与p65亚基相互作用,从而抑制NF-κB信号。
白藜芦醇,一种已知的SIRT1激动剂,可以抑制p65的活性从而降低细胞对于TNF-α诱导凋亡的敏感性[1]。
1.2 AP-1:激活蛋白-1(activator-1,AP-1)多由c-JUN和c-FOS组成的转录因子,其c-JUN亚基可以通过激活基因转录从而调节炎症反应。
SIRT1作用于亚基c-JUN抑制AP-1的转录活性下调MMP-9和COX-2表达从而改善炎症[2,3]。
1.3 FOX:Forkhead (FOX) 蛋白家族包含多种转录因子,并在免疫稳态调节中起重要作用。
第8章 代谢控制育种
第8章代谢控制育种概念:在了解代谢产物生物合成途径、遗传控制和代谢调节机制的基础上,设计对特定突变型的筛选(定向选育),选育出解除正常代谢调节、或绕过微生物正常代谢途径的突变株,从而人为地使有用代谢产物选择性地大量合成和积累1 初级代谢的调节控制1.1 酶合成的调节诱导(induction):促进酶合成的调节阻遏(repression):阻碍酶合成的调节组成酶(constitutive enzyme):细胞完成基本生物功能常备的酶类诱导酶(induced enzyme):细胞为适应外来底物或其结构类似物而临时合成的酶类1.1.1 酶合成调节的类型1.1.1.1 诱导诱导物:能促进诱导酶产生的物质,是酶的底物或其结构类似物同时诱导:当诱导物存在时,微生物同时合成几种诱导酶顺序诱导:当诱导物存在时,微生物先合成能分解此物的酶,再依次合成分解各种中间产物的酶1.1.1.2 阻遏1.当代谢途径中某物质过量时,通过阻碍代谢途径中包括关键酶在内的一系列酶的合成,从而彻底地控制代谢和减少该物质的合成。
2.末端产物阻遏(end-product repression):由于某代谢途径末端产物过量积累而引起的阻遏3.分解代谢物阻遏(catabolite repression):当有两种C/N源分解底物同时存在时,细胞优先利用分解快的底物,并阻遏合成利用慢的底物的相关酶的合成4.分解代谢物阻遏实质是分解代谢反应链中的某些中间代谢物或末端产物过量积累而阻遏代谢途径中一些酶合成的现象5.葡萄糖效应:当葡萄糖和乳糖同时存在时,微生物优先利用葡萄糖,并于葡萄糖耗尽后,才开始利用乳糖,出现“二次生长”。
葡萄糖的存在阻遏了分解乳糖酶系的合成1.1.2 酶合成调节的机制1.操纵子:一组功能上相关且紧密连锁的基因。
由启动基因、操纵基因和结构基因组成2.启动基因(promoter):依赖于DNA的RNA聚合酶结合位点3.操纵基因(operator):能与调节蛋白结合,阻遏转录4.结构基因(structural gene): 编码多肽基因5.调节基因(regulator gene):位于相应操纵子附近,编码组成型调节蛋白(regulatory protein),此蛋白为变构蛋白,存在与操纵基因结合的位点,以及与效应物结合的位点6.效应物(effector):一类低分子量的信号物质,如诱导物(inducer)和辅阻遏物(corepressor)7.调节蛋白有两类,一类称为阻遏物(repressor),他能与操纵基因结合,阻遏转录,但当与诱导物结合时,则不能与操纵基因结合,转录发生;另一类称为阻遏物蛋白(aporeperssor),只有与辅阻遏物结合后,才能与操纵基因结合,阻遏转录8.诱导型操纵子:当诱导物存在时,其转录频率才最高,并随后转译出大量诱导酶,出现诱导现象,如乳糖、半乳糖和阿拉伯糖分解代谢操纵子9.阻遏型操纵子:只有当缺乏辅阻遏物时,其转录频率才最高。
生物化学复习资料重点试题第十一章代谢调节解读
第十一章代谢调节一、知识要点代谢调节是生物在长期进化过程中,为适应外界条件而形成的一种复杂的生理机能。
通过调节作用细胞内的各种物质及能量代谢得到协调和统一,使生物体能更好地利用环境条件来完成复杂的生命活动。
根据生物的进化程度不同,代谢调节作用可在不同水平上进行:低等的单细胞生物是通过细胞内酶的调节而起作用的;多细胞生物则有更复杂的激素调节和神经调节。
因为生物体内的各种代谢反应都是通过酶的催化作用完成的,所以,细胞内酶的调节是最基本的调节方式。
酶的调节是从酶的区域化、酶的数量和酶的活性三个方面对代谢进行调节的。
细胞是一个高效而复杂的代谢机器,每时每刻都在进行着物质代谢和能量的转化。
细胞内的四大类物质糖类、脂类、蛋白质和核酸,在功能上虽各不相同,但在代谢途径上却有明显的交叉和联系,它们共同构成了生命存在的物质基础。
代谢的复杂性要求细胞有数量庞大、功能各异和分工明确的酶系统,它们往往分布在细胞的不同区域。
例如参与糖酵解、磷酸戊糖途径和脂肪酸合成的酶主要存在胞浆中;参与三羧酸循环、脂肪酸β-氧化和氧化磷酸化的酶主要存在于线粒体中;与核酸生物合成有关的酶大多在细胞核中;与蛋白质生物合成有关的酶主要在颗粒型内质网膜上。
细胞内酶的区域化为酶水平的调节创造了有利条件。
生物体内酶数量的变化可以通过酶合成速度和酶降解速度进行调节。
酶合成主要来自转录和翻译过程,因此,可以分别在转录水平、转录后加工与运输和翻译水平上进行调节。
在转录水平上,调节基因感受外界刺激所产生的诱导物和辅阻遏物可以调节基因的开闭,这是一种负调控作用。
而分解代谢阻遏作用通过调节基因产生的降解物基因活化蛋白(CAP促进转录进行,是一种正调控作用,它们都可以用操纵子模型进行解释。
操纵子是在转录水平上控制基因表达的协调单位,由启动子(P、操纵基因(O和在功能上相关的几个结构基因组成;转录后的调节包括,真核生物mRNA 转录后的加工,转录产物的运输和在细胞中的定位等;翻译水平上的调节包括,mRNA 本身核苷酸组成和排列(如SD序列,反义RNA的调节,mRNA 的稳定性等方面。
脂质代谢中的小分子RNA
脂质代谢中的小分子RNA摘要:综述的目的——虽然小RNA的作用在调节多种生理过程,包括细胞凋亡,细胞分化,肿瘤是公认的,这些小RNA在调节脂质代谢的重要性直到最近才被发现。
本文综述了小RNA在调节脂质代谢的关键作用的证据。
最近的发现:脂质代谢在细胞水平上受到严格监管的。
除了经典的转录调节胆固醇代谢(如SREBP 和LXR),一类非编码RNA称为小RNA,现在被证实是有效的转录后参与胆固醇的动态平衡和脂肪酸的氧化。
最近的一些报告研究表明miR - 33调节胆固醇流出,高密度脂蛋白胆固醇生物合成下调的ABC转运蛋白的表达,ABCA1和ABCG1。
此外,miR - 33还抑制了的几个参与脂肪酸β氧化编码蛋白的翻译,包括CPT1A,crot,和hadhb,从而减少脂肪酸降解。
其他小RNA包括miR-122 ,miR-370,miR-335,和miR-378 / 378 *,MiR-27和miR-125a-5p有关联的参与调节胆固醇,脂肪酸代谢和脂肪合成。
总结:近年来对脂质代谢调控的认识的进步表明,小RNA在调节胆固醇和脂肪酸的代谢中起着重要的作用。
这些新的研究结果可为血脂异常的治疗开辟新的途径。
关键词:胆固醇稳态;高密度脂蛋白;小RNA。
介绍:尽管在心血管疾病(CVD)的预防和管理的进步,这多因素的疾病仍然是死亡的首要原因世界各地。
细胞内胆固醇的不足或过度会导致病过程,包括动脉粥样硬化和代谢综合征。
控制这种平衡的机制仍然不完全了解。
小RNA ( miRNA)较短(〜 22个核苷酸),编码的双链RNA结合在小RNA互补的靶标位点非翻译区(3 '非编码区) ,从而导致翻译抑制和/或mRNA的去稳定化。
值得注意的是,一个小RNA可以有多个目标,从而提供了一种机制,用于同时调节涉及在一个特定的途径或生理过程的基因的转录后表达。
miRNA在调节脂质代谢的具体作用是一个新兴研究领域。
在这篇综述中,我们将总结参与调节脂质代谢的miRNA的现有知识。
利用基因编辑技术研究脂类代谢的基本原理
利用基因编辑技术研究脂类代谢的基本原理脂类代谢是指生物体内脂质分解、合成、运输等一系列生物化学过程。
脂质是组成生物膜、维持细胞结构和功能的重要物质,在维持生命过程中发挥重要作用。
但是,脂类代谢紊乱会引起多种疾病,例如高血压、高胆固醇、动脉粥样硬化等。
因此,深入研究脂类代谢的调节机制和相关因素对于预防和治疗相关疾病具有重要意义。
随着基因编辑技术的发展,通过对相关基因进行改变可以研究和鉴定脂类代谢相关的基本原理,从而为后续相关疾病的治疗提供更加明确的技术支持。
在研究脂类代谢的相关基因时,必须首先明确这些基因的生物学功能。
例如,某些基因可能参与脂质的合成过程,而其他基因则可能参与脂质分解。
因此,在进行基因编辑前,必须充分了解这些基因的功能,才能更好地确定需要编辑哪些基因,以达到预期效果。
一些研究表明,对一些参与脂类代谢的基因进行编辑后,可以改变细胞内脂质代谢的速率和水平,从而揭示出这些基因在维持脂类代谢平衡方面的重要性。
例如,通过对人类血液骨髓干细胞进行基因编辑,可以实现甘油三酯的消耗速率增加。
这暗示着特定基因对于控制甘油三酯代谢的过程具有重要的作用,有助于解答脂类代谢调节机制的相关问题。
除了基因编辑在研究脂类代谢过程中所起的作用,基因编辑技术还可以应用于研究脂质与其他生理过程之间的关系。
例如,通过对某些基因进行编辑,可以诱导细胞增加或减少对某些激素的反应。
这些激素可能与脂质代谢之间存在密切的联系,从而为相关疾病的治疗提供更为有效的方法。
不过,需要注意的是,基因编辑技术在应用时需要小心谨慎,以免出现意外的后果。
例如,某些基因编辑可能会导致细胞的突变或肿瘤,甚至误导研究者的结论。
因此,在运用基因编辑技术研究脂类代谢时,应该严格遵循相关技术规范和安全标准,确保科研的可靠性和安全性。
总的来说,利用基因编辑技术研究脂类代谢的基本原理是一项富有前景和挑战性的研究方向。
这些研究成果有望为我们深入认识脂类代谢的生理和病理过程,从而为相关疾病的治疗提供更为有效的方法和依据。
Sirt1对能量代谢的调控作用
487沉默信息调节因子2(slient information regulator 2, Sir2)是一类最初发现于酵母细胞的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide, NAD +)依赖组蛋白/非组蛋白去乙酰化酶,其与寿命有密切的关系。
随后在哺乳动物中发现的7种类Sir2的同源序列构成了Sirtuins 家族,即Sirt1-7,Sirtuins 家族可以调节基因表达、细胞凋亡和衰老,参与生物体内的神经保护、能量代谢、炎症和氧化应激反应过程[1]。
该家族成员可以发挥去乙酰化酶、ADP 核糖基转移酶、脱丙二酸酶和脱琥珀酸酶的作用,而它们的生物学作用依赖于其细胞内定位[1-2]。
其中,Sirt1是Sirtuins 家族中被研究得最广泛而深入的成员。
近年来的研究指出,Sirt1作为一种能量代谢的感应器,可靶向组蛋白、转录因子、共调节分子以及代谢酶,以适应基因表达和代谢活性,从而响应细胞的能量状态[3-4]。
Sirt1能够穿梭于细胞质和细胞核之间并且具有非常广泛的互作蛋白,包括腺苷酸激活蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase, AMPK )、过氧化物酶体增殖活化受体γ辅助活化因子1α(peroxisome proliferator activated receptor gamma coactivator, PGC-1α)和叉头转录因子1(forkhead transcription factor 1, FoxO1)等与能量代谢相关的感应蛋白,它们之间相互作用构成了一个能量感应网络[5],从而影响细胞能量代谢的相关功能,包括糖脂代谢、线粒体质量控制、胰岛素分泌及其代谢功能等。
由于Sirt1处于各种代谢信号通路的枢纽位置,其在细胞能量代谢中具有复杂且重要的生物功能。
本文首先分析影响Sirt1活性的因素和Sirt1与常见能量代谢相关蛋白的互作关系,接着系统性地总结其对不同代谢组织器官功能的影响,旨在进一步了解Sirt1在机体能量代谢中的相关作用,为代谢性疾病的防治提供重要的参考资料和理论基础。
生物化学名词解释 (1)
1、DNA的变性与复性:在某些理化因素作用下,氢键断裂,DNA双链解开成两条单链的过程称为变性。
在适宜条件下,互补的单链又重新结合成双链DNA的过程称为复性。
2、活性部位(活性中心):必需基团在空间结构上相互靠近,形成具有特定空间结构的区域,能结合底物并将其催化为产物,这一区域称为酶的活性中心(部位)。
3、变构调节和变构酶:体内有的代谢物可以与某些分子活性中心外的某一部位可逆结合,使酶发生变构并改变其催化活性,此结合部位称为变构部位(调节部位),对酶催化活性的这种调节方式称为变构调节,受变构调节的酶称为变构酶。
4、脂肪动员:脂肪细胞内储存的甘油三酯在脂肪酶的作用下逐步水解,释放脂肪酸和甘油经血液循环供其他组织氧化利用利用。
5、血浆脂蛋白:为血浆中脂质存在和转运的主要形式,主要由各种载脂蛋白和各种脂质成分组成,主要类型为:乳糜微粒(CM)、极低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)4种。
6、呼吸链:在生物氧化过程中,代谢物脱下的2H经过线粒体内膜上多种辅酶和酶催化的连锁反应逐步传递,最终与氧结合生成水。
由于该过程与细胞呼吸联系紧密,故称此传递链为呼吸链。
7、联合脱氨基作用:将氨基酸作用与谷氨酸的氧化脱氨基作用或AMP循环的脱氨基作用相偶联进行的脱氨基作用。
8、核甘酸的从头合成途径:利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料,经过一系列酶促反应合成核苷酸的过程。
9、核苷酸的补救合成途径:机体利用体内游离的碱基或核甘,经过简单的反应,合成核苷酸的过程。
10、中心法则:以DNA为中心,DNA可以通过复制将遗传信息传递给下一代,或通过转录生成RNA,RNA在翻译成蛋白质,RNA也可以复制或通过逆转录生成DNA。
11、半保留复制:DNA复制时,亲代DNA中的两条链分别作为模板,按照碱基互补原则对规律合成出子链,形成两分子的子代DNA。
这样每个子代DNA分子都是由一条亲代链和一条新合成的链组成。
生物化学复习资料重点试题第十一章代谢调节解读
第十一章代谢调节一、知识要点代谢调节是生物在长期进化过程中,为适应外界条件而形成的一种复杂的生理机能。
通过调节作用细胞内的各种物质及能量代谢得到协调和统一,使生物体能更好地利用环境条件来完成复杂的生命活动。
根据生物的进化程度不同,代谢调节作用可在不同水平上进行:低等的单细胞生物是通过细胞内酶的调节而起作用的;多细胞生物则有更复杂的激素调节和神经调节。
因为生物体内的各种代谢反应都是通过酶的催化作用完成的,所以,细胞内酶的调节是最基本的调节方式。
酶的调节是从酶的区域化、酶的数量和酶的活性三个方面对代谢进行调节的。
细胞是一个高效而复杂的代谢机器,每时每刻都在进行着物质代谢和能量的转化。
细胞内的四大类物质糖类、脂类、蛋白质和核酸,在功能上虽各不相同,但在代谢途径上却有明显的交叉和联系,它们共同构成了生命存在的物质基础。
代谢的复杂性要求细胞有数量庞大、功能各异和分工明确的酶系统,它们往往分布在细胞的不同区域。
例如参与糖酵解、磷酸戊糖途径和脂肪酸合成的酶主要存在胞浆中;参与三羧酸循环、脂肪酸β-氧化和氧化磷酸化的酶主要存在于线粒体中;与核酸生物合成有关的酶大多在细胞核中;与蛋白质生物合成有关的酶主要在颗粒型内质网膜上。
细胞内酶的区域化为酶水平的调节创造了有利条件。
生物体内酶数量的变化可以通过酶合成速度和酶降解速度进行调节。
酶合成主要来自转录和翻译过程,因此,可以分别在转录水平、转录后加工与运输和翻译水平上进行调节。
在转录水平上,调节基因感受外界刺激所产生的诱导物和辅阻遏物可以调节基因的开闭,这是一种负调控作用。
而分解代谢阻遏作用通过调节基因产生的降解物基因活化蛋白(CAP促进转录进行,是一种正调控作用,它们都可以用操纵子模型进行解释。
操纵子是在转录水平上控制基因表达的协调单位,由启动子(P、操纵基因(O和在功能上相关的几个结构基因组成;转录后的调节包括,真核生物mRNA 转录后的加工,转录产物的运输和在细胞中的定位等;翻译水平上的调节包括,mRNA 本身核苷酸组成和排列(如SD序列,反义RNA的调节,mRNA 的稳定性等方面。
调节因子在基因表达中的作用
调节因子在基因表达中的作用基因是控制生命的基本单位,而基因的表达则是指基因从DNA转录成RNA然后翻译成蛋白质的过程。
这个过程会受到许多因素的调节,其中一个重要的因素便是调节因子。
本文将详细介绍调节因子在基因表达中的作用。
什么是调节因子调节因子是指一类蛋白质,它们能够结合到DNA或RNA上,从而影响基因的表达。
调节因子通过与基因的启动子或阻遏子结合,能够调节基因转录的速率或抑制基因转录。
调节因子的作用方式复杂多样,它们可以直接结合到DNA上,也可以与转录因子或其他调节因子相互作用,共同调控基因表达。
调节因子的种类也非常多,如转录因子、组蛋白修饰酶、DNA甲基转移酶等等。
它们在不同的细胞类型中,以及不同的发育阶段中都扮演重要角色。
例如,发育过程中的调节因子会对基因表达进行时序调控,确保正确的基因表达在正确的时间点进行,从而实现细胞分化和器官发育。
调节因子的作用调节因子作为基因表达的重要调节因素,能够实现以下几个方面的调控。
1.启动子或阻遏子上的结合调节因子大多数情况下与基因的启动子或阻遏子结合,通过这种方式调节基因的转录速率。
启动子是基因转录的关键区域,它能够被RNA聚合酶结合并招募其他转录因子一起参与转录过程,开启基因转录。
而阻遏子则和启动子作用相反,它能够抑制RNA聚合酶和其他转录因子的结合,从而阻止基因转录。
调节因子可以与启动子或阻遏子相互作用,进而影响基因转录的速率。
例如,转录因子能够通过与启动子结合,增强RNA聚合酶和其他转录因子的结合,加速基因转录速率;而DNA甲基转移酶则能够在启动子或阻遏子上加上甲基化标记,影响转录因子与DNA的结合,并进而调节基因表达。
2.结合其他调节因子共同作用除了直接与基因的启动子或阻遏子结合,调节因子还能与其他调节因子共同作用,协调调节基因的表达。
例如,转录因子能够和组蛋白修饰酶一起作用,共同调节某一基因的表达。
组蛋白修饰酶能够添加或去除组蛋白上的乙酰基或甲基等标记,从而影响DNA的染色质结构和转录因子的结合情况,以此调节基因表达。
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动物营养学报
卷 28
较[6-7] 中已经发 现 了 这 些 基 因 在 脂 肪 细 胞 分 化 中
的作用和表达模式 。 [6,8-9] PPARs是属于核受体超
家族的成员,在脂类分解代谢和储存中起重要作
用,目前为止,已经鉴定 家 PPARs 族有 3 种亚型,
即 和 在 不 同 的 PPARα、 PPARβ/δ PPARγ[10-11] 。
素和营养代谢产物)之间的相互作用以及细胞内
的局部相互作用产生[5]。 参与脂肪酸沉积的调控
系统主要包括脂肪生成酶基因[如乙酰辅酶 A羧
化酶 脂 蛋 白 脂 酶 ( acetyl-CoA carboxylase, ACC) 、
脂 肪 酸 结 合 蛋 白 ( lipoprotein lipase, LPL) 、
动物营养学报 2016,28(5):1285-1293
ChineseJournalofAnimalNutrition
doi:10.3969/j.issn.1006-267x.2016.05.001
沉默信息调节因子 1 对脂类代谢的调控作用
吴铁梅 闫素梅* 格日乐玛
(内蒙古农业大学动物科学学院,呼和浩特 010018)
。
, PPARγ
在 PPARs家族中是动物脂肪分解代谢中起重要作
用的转录因子。
是 SREBP 1993 年从体外培养人的 细胞 hela
核抽提纯化出来,是固醇类和脂肪酸合成中的重
要转录调节因子 有 。 SREBP SREBP1a、SREBP1c
和 SREBP2 共 3 种亚型,它们在哺乳动物脂类合成
肪 细 胞 分 化 和 细 胞 中 脂 滴 的 聚 集[16] 。 Kersten
等[17] 研究表明,脂肪细胞中 的 PPARγ 表达量高,
能选择性地诱导 在 LPL 脂肪组织的表达,调节脂
肪细胞的信号转导,减缓脂解速度,同时增加甘油
三酯 的 合 成 因 此 ( triacylglycerol, TG)
( fatty
和硬脂酰辅酶 去 acid binding protein 4,FABP4)
A
饱和酶 脂肪酸氧 ( stearoyl-CoAdesaturase,SCD) ] 、
化酶基因[如肉毒碱棕榈酰基转移酶 1B( carnitine
和肉毒酰 乙酰 palmitoyltransferase1B,CPT1B)
脂肪分解,降低脂肪的沉积量。 本文主要综述了 SRIT1 通过相关转录因子与信号通路对动物脂
类代谢的调节作用,为进一步研究动物的脂类代谢及改善肉品质提供依据。
关键词: 沉默信息调节因子 1;脂类代谢;转录因子;信号通路
中图分类号:S811.2
文献标识码:A
文章编号:1006 -267 X( 2016 ) 05 -1285 -09
细胞中 PPARs通过视黄酸受体和类视黄醇 X受体
配体依赖方式的异源二聚化增加多种基因的表
达 。 [11-15] 其中 主 ,PPARγ 要在脂肪组织和巨噬细
胞中表达,与调节脂类和糖代谢密切相关,并与控
制肥胖及其相关疾病有关[10-11] 。 是 PPARγ 成脂
分化中的主要因素,促进前体脂肪细胞向成熟脂
作用不同,SREBP2 是胆固醇生物合成的调节因
子,SREBP1c主要参与脂肪酸合成,SREBP1a一定
摘 要: 沉默信息调节因子 1(SIRT1)通过脱乙酰作用能抑制脂肪生成相关基因过氧化物酶体
增殖物激活受体 γ(PPARγ)和固醇调节元件结合蛋白 1c(SREBP1c)的转录活性,从而抑制脂肪
细胞分化,降低脂肪沉积,促进脂肪动员。 SIRT1 通过调节脂类代谢相关的信号通路 腺 SIRT1-
苷酸活化蛋白激酶(AMPK)和 哺 SIRT1- 乳动物雷帕霉素靶蛋白( mTOR) 减少脂肪合成,加快
依据。
1 SIRT1 对脂类代谢相关转录因子的调节
1.1 参与脂类代谢的主要转录因子
脂肪生成相关基因的表达在脂肪细胞的脂类
代谢中发 挥 关 键 作 用[3] , 其 表 达 水 平 由 许 多 转 录
因子调节[4]。 脂肪组织中脂肪生成和脂类分解作
用是通过内源遗传机制(基因表达和内源因子调
节)之间的相互作用,外部调控因子(激素、外在因
酶,与哺乳动物酵母菌酶 Sir2 具有同源性,所以在
生物学功能上两者存在一致性。 SIRT1 基因可控
制细胞周期,抑制细胞凋亡和炎症反应,保护神经
和抗氧化应激,促进糖和脂类代谢与神经元增殖
分化,参与自噬过程[1]。 关于 SIRT1 在动物脂肪
代谢领域的调节作用的研究已经取得一定进展,
Picard 等[2] 研究指出,SIRT1 可以通过对过氧化物
O-
转移酶 以 及 ( carnitineO-acetyltransferase,CRAT) ]
转录调节因子 和 PPARs 固醇调节元件结合蛋白
( sterolregulatory elementbinding factor, SREBP) 。
在研 究 不 同 品 种 牛 脂 肪 组 织 沉 积 调 控 系 统 比
酶体增殖物激活受体 γ( peroxisomeproliferator-ac-
活性的抑制 下调与脂肪 tivated receptors,PPARγ)
,
沉积相关的基因转录,抑制脂肪细胞的分化,降低
脂肪的沉积,但关于其确切的机制尚不清楚。 本
文主要综述 SIRT1 对动物脂类代谢的调节机制,
为通过调节动物的脂类代谢来改善肉品质提供
随着人类现代生活水平的提高,人们对肉品
质有了更高的要求,更加注重脂肪的含量与脂肪
酸组成。 因此,深入了解动物脂类代谢的调节机
制对改善肉品质具有重要的理论意义。 沉默信息
调节 因 子 1 ( silentinformation regulator1,SIRT1)
是一种烟酰胺嘌呤二核苷酸依赖的组蛋白脱乙酰
收稿日期:2015-11-17
基金项目:国家公益性行业( 农业) 科研专项经费( 201003061)
作者简介:吴铁梅(1988—),女,内蒙古通辽人,博士,从事动物营养与饲料领域研究。 E-mail: wuyuyan0820@
闫素梅 教授 博士生导师 *通信作者: , ,
,E-mail: yansmimau@