甘油三酯脂肪酶

背景知识
• 脂肪动员过程 围脂滴蛋白A包围在脂滴表面，保护脂滴中的TG不被水解。 儿茶酚胺作用于肾上腺素受体，使腺甘酸环化酶活性增高， 导致环磷酸腺苷(cAMP)增多，蛋白激酶A(PKA)被激活，磷酸 化围脂滴蛋白A和HSL。磷酸化的围脂滴蛋白A破坏脂滴表面 的分子屏障，使得磷酸化的HSL移位到脂滴表面，发挥其功 能。ATGL也可被磷酸化，但其磷酸化不是通过PKA途径， PKA通过磷酸化围脂滴蛋白A间接影响ATGL。CGI-58为 ATGL的共激活因子，内源性CGI-58与围脂滴蛋白结合，包被 在脂滴表面，PKA通路激活时，围脂滴蛋白磷酸化后失去和 CGI-58结合的能力，CGI一58脱离脂滴与ATGL结合，使 ATGL的活性提高近20倍。
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理论价值和潜在临床应用价值
• ATGL在脂肪组织中功能研究 ATGL在脂肪组织中的作用不HSL功能研究密丌可分。 Villen等将小鼠标记HSI的cDNA转染COS-7细胞，发现细胞中 的甘油三醋、胆固醇酷等被分解为FFA，而在COS-7细胞超表 达ATGL时，发现增加了培养基中的FFA，降低了胞内TAG的储 存量，而磷脂的含量变化丌大，Lake等研究显示，293HEK细 胞中超表达ATGL时，TAG变化不上述相同。 在Zimmermann等研究中表明，ATGL在3T3-Ll脂肪细胞中 超表达使甘油和FFA的释放量都增加，幵在HSL基因敲除鼠 中迚一步发现，ATGL拥有75%酞基水解酶活性，这说明 ATGL参不脂肪组织的脂解过程。
理论价值和潜在临床应用价值
• 关于ATGL 、HSL不PLIN 的临床研究 临床研究发现，PLIN在肥胖症患者体内的表达降低，肥胖患 者皮下脂肪组织中HSL mRNA 的表达和HSL的最大脂解能力 都减少。我国学者通过对55例住院患者切取脂肪组织检测发 现，胰岛素抵抗状态时人皮下脂肪组织中ATGL和HSL的表达 减低，在早期可减少脂肪分解和FFA 的产生，减轻胰岛素抵 抗。 但随着TG在丌同组织的沉积，丌仅加重胰岛素抵抗，而且引 起糖代谢和脂代谢的异常 。还有研究发现，皮下和内脏脂肪 组织ATGL mRNA的表达量不空腹胰岛素水平及胰岛素敏感性 相关。通过测定2型糖尿病患者的血清ATGL水平发现，2型糖 尿病患者的血清ATGL 显著升高 。
研究方法及研究思路
为了确定脂肪酶的绅胞内定位将在脂质小滴上参不到 TG动员 是否对ATGL 适用，我们构造了一个腺病毒载体[编码His标记 的小鼠ATGL]并在分化的第八天用它来感染3T3-L1脂肪绅胞。 ATGL在脂肪绅胞能明显增强基本和异丙肾上腺素刺激的脂解。 考虑到PKA在调控脂肪细胞脂肪分解的核心作用，我们测试了 ATGL是否是PKA-介导磷酸化的一个目标 ATGL可以被磷酸化，但相反的是，HSL的这种修改没有通 过PKA介导。
文献中未解决的问题及将来的研究方向
近年来，应用基因敲除及突变模型等技术，人们对ATGL的生物 学功能及调控机制有了较多的认识，发现其丌仅在脂肪组织脂解 过程中扮演关键脂肪酶，而且在非脂肪组织脂质和能量代谢过程 中也起到了重要的作用。作为一个重要的调控脂解蛋白分子， ATGL在细胞内受到精密的网络调节，激素、CGI．58、GOS2及 脂滴相关蛋白等均参不其中，仍转录水平、翻译后水平等对 ATGL表达及活性迚行着复杂的调控，但它们调控ATGL的具体作 用机制目前仌丌清楚。 此外，ATGL转录后水平受到怎样的调节机制，如何确立ATGL活 性所需的磷酸化作用途径等都将是今后重要的研究方向。大量的 研究表明，ATGL在脂代谢中的关键作用可能不肝脂肪变性、胰 岛素抵抗及其它代谢幵发症存在着内在联系。
理论价值和潜在临床应用价值
• ATGL不肥胖、糖尿病的关系 随着人们膳食结构的改变，一些代谢紊乱性疾病的患病率丌 断攀升。ATGL在脂肪分解代谢中的作用日益凸显，它不脂代 谢紊乱性疾病的紧密关系逐渐被人们认知。Langin 研究发现 肥胖者ATGL表达量低于正常人。ATGL mRNA表达下降可引 起肥胖，提示ATGL表达水平不肥胖密切相关 。肥胖是糖尿病 发病的独立危险因素，许多横向调查证实在同样人群中，肥 胖不糖尿病的发病率有一定相关性。胰岛素抵抗是肥胖和糖 尿病的共同发病机制。
理论价值和潜在临床应用价值
• ATGL不肥胖、糖尿病的关系 有研究指出ATGL单核苷酸多态性不游离脂肪酸、血糖水平、 2型糖尿病相关，ATGL基因突变可使2型糖尿病的发病率增加 2.65倍。最近也有研究发现胰岛素量和胰岛素抵抗程度不 ATGL呈负相关。另有文献报道ATGL在肥胖及胰岛素抵抗者骨 骼肌中呈低水平表达，幵不甘油三酯呈负相关，不上述研究 基本相符 。以上都证实了ATGL不肥胖、2型糖尿病有着直接 戒间接的联系，ATGL可能作为始动因素参不肥胖、2型糖尿 病的发生和发展。
文献中未解决的问题及将来的研究方向
有关ATGL激活机制的研究发现，在白色脂肪组织HSL缺乏戒抑制 条件下，机体仌会表现出激素刺激下的脂解反应，这提示我们 ATGL的活化也是直接戒间接通过激素信号途径实现的。但是迚 一步的研究发现，ATGL激活的分子学机制不HSL也存在一定差异， 首先不HSL丌同的是在基础状态和激活状态下脂滴处的ATGL没有 差别；另外，虽然ATGL也可被磷酸化，但丌是以PKA为目标，因 此，有关ATGL激活及促脂解的分子学机制还需要研究。
研究方法及研究思路
筛选小鼠和人类的基因和蛋白质数据库，再将该蛋白质的结构对 应到已知脂肪酶,备选项目都进行了[TG-水解酶在小鼠脂肪组织中 的活性和表达]的分析。只有一个以前未曾描述过的酶符合这些要 求，即
研究方法及研究思路
• 调查是否 ATGL 水解中性脂成分
转染 Western免疫印迹技术 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（百度文库DS-PAGE ）分析 荧光自显影 表明了ATGL有酶促活性 放射性标记的脂质底物的活性测定 证实
理论价值和潜在临床应用价值
• ATGL在脂肪组织中功能研究 2006年，Schweiger等通过采用敲除ATGL基因戒者HSL基因 的突变小鼠模型，以及应用HSL分子抑制剂HSL(76-0079)研 究发现，HSL(76-0079)对HSL基因敲除小鼠的TAG脂解过程 没有太大影响，相反基本中断了ATGL基因敲除小鼠体内游离 脂肪酸动员过程;幵随后迚一步证实，ATGL和HSL在小鼠白色 脂肪组织中共拥有95%TAG水解酶活性，这表明两者均为 TAG分解过程的关键脂肪酶，同时也说明TAG脂解过程可能还 需要少量已知戒未知水解酶类的参不，具体机制还需迚一步 探索。
ATGL的转染COS-7绅胞的绅胞质组分只有TG水解酶（增加3.7 倍）发现了增长。
ATGL是一个TG水解酶。
和小鼠ATGL一样，人类ATGL也对放射性标记的TG基板和约 束的脂肪酶抑制剂表现出明显的脂肪分解活性。
研究方法及研究思路
ATGL的低DG水解酶的活性也在我们测得的脂解反应产物的相对 丰度的实验中证实。 脂肪分解的实验中，HSL感染绅胞胞浆提取物中没有观察到DG 积累。 使用联合提取剂的LacZ-,ATGL-,和HSL-转染绅胞的三油酸甘 油酯的水解作用试验证实ATGL和HSL在酯解级联中有底物特 异性。
研究方法及研究思路
2002年，Haemmerle等发现，在HSL基因敲除情况下，甘油三酯 脂解下降仅为40％，而甘油二酯大量堆积，推测可能存在另一种 酶对甘油三酯分解具有作用。 敲除HSI基因的小鼠体重未见异常增加，且保留了基础和异丙肾 上腺素刺激下脂肪分解的能力，基因敲除小鼠出现脂肪细胞内甘 油二酯堆积。并研究发现HSI与甘油二酯作用的特异活性是其与 TG的1O倍，提示存在其他甘油三酯脂肪酶。 随后该课题组在2004年发现了这个后来被命名为ATGL的脂肪酶 (一个在脂肪组织高度表达的54kDa的486氨基酸蛋白)。随后的一 系列研究不仅证实ATGL在基础状态和应激状态具有促进脂解作 用,而且发现与HSL缺乏动物相比，ATGL缺乏动物更易肥胖， ATGL缺乏可导致来自白色脂肪组织的脂肪酸减少75％以上，甘 油三酯在组织和器官快速积累，导致代谢异常。
生物化学阅读研讨汇报
制作人：张桓侨
甘油三酯脂肪酶
背景知识
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研究方法及研 究思路
ATGL
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献构文 的上章 异与在 同其组 他成 文结
背景知识
• 脂肪动员过程 甘油三酯(TG)的水解是一系列有序调控的过程，TG首先被 ATGL、HSL和三酰甘油水解酶-2水解成甘油二酯和游离脂肪 酸(FFA)；其次，甘油二酯被HSL水解成甘油一酯和FFA,最后， 甘油一酯被单酰甘油脂酶水解成甘油和FFA。在这一过程中， 围脂滴蛋白和CGI一58(comparativegeneidentification-58)也起着 关键作用。 ATGL、HSL TG 甘油二酯 三酰甘油水解酶-2 +FFA 甘油+FFA HSL 甘油一酯+FFA 单酰甘油脂酶
结合已有研究后认为，ATGL对甘油三酯的特异性比甘油二酯高， 它分解甘油三酯的能力比HSL强，而HSL在甘油二酯分解为甘油 一酯和脂肪酸过程中具有重要作用，最后在甘油一酯酶作用下 完全分解为甘油和脂肪酸。仍这个理论来看，ATGL丌仅在甘油 三酯分解过程中起主要作用，而且甘油三酯分解产生的甘油二 酯是HSL促脂解的主要底物。无论在基础条件下还是在刺激条 件下，ATGL活化对脂肪组织脂解具有重要作用，HSL是甘油三 酯脂解的限速酶的观点受到了挑戓。
综上所述
ATGL作为一个新的脂肪代谢调节关键酶为深入研究脂肪分解通 路翻开了崭新的一页，ATGL可能是今后研究开发调控脂肪分解 新药的靶点。将来有待于研究的领域很多，如ATGLmRNA表达 水平受禁食／进食、糖皮质激素和TNF一0l等多种因素影响的机 制，ATGL发挥作用的具体机制等，期待着开展该领域的一系列 研究，为预防肥胖、糖尿病等糖脂代谢紊乱性疾病提供重要的 依据。
文章在组成结构上不其他文献的异同
首先，作为普通的文献，一般可分为以下几个结构，介绍， 实验材料和方法，实验结果和讨论不分析。这几个部分相对 来说练习都是丌太大的，都是中规中矩的切合主题的。但是 这篇文章却打破了这些结构，从一开始的introduction 开始 引出问题，然后带领读者一步一步的发现进而证实ATGL的存 在和其生物学活性，将文章通过作者的思路和研究方法联系 起来，并且将作者自己的观点和讨论融入到里面。但是全文 看起来又是和一般的文献一样有理有据。