1、毕业论文文献综述海洋生物资源与环境肉毒碱棕榈酰转移酶在鱼体中的应用及研究概况摘要肉毒碱棕榈酰转移酶（CARNITINEPALMITOYLTRANSFERASES,CPT,EC2312）在脂酸的氧化中起重要作用，线粒体内细胞质一侧的脂酰COA由肉毒碱棕榈酰转移酶转移酶催化与肉碱结合形成脂酰肉碱，脂酰肉碱通过线粒体内膜的移位酶的作用穿过线粒体内膜，进入线粒体。在线粒体内基质的一侧的肉毒碱棕榈酰转移酶转移酶的催化下，脂酰肉碱上的脂酰基又转移到COA上，重新形成脂酰COA,成为氧化的底物。因此对鱼类的脂质调节起起很明显影响，对鱼类营养及鱼类养殖的收益、效益起很多影响。本文通就对肉毒碱棕榈酰转移酶在鱼体
2、中的分布，肉毒碱在鱼体中的转运机理及基因调控水平来做一综述，来研究CPT对鲈鱼鱼体的影响，主要是包括鱼体生长发育方面，鱼肉口感方面及对人类身体的影响等做理论依据，为鲈鱼的最优养殖做指导。关键词肉毒碱棕榈酰转移酶转移酶；乙酰辅酶A；丙二酸单酰辅酶A；基因改造1介绍随着天然自然资源的日益枯竭，许多水产品都是通过养殖来获得的，我国的水产业发展非常迅速，连续多年位居世界水产品总产量第一、水产养殖产量世界第一的大国之位。而鱼类养殖占水产养殖很大的一部分比例。鲈鱼LATEOLABRAXJAPOMCUS肉质坚实，洁白细嫩，肉味鲜美，营养特别丰富，是人类优质的蛋白质来源，也是我国水产从业人员捕捞、养殖的主要高
3、档水产品种，经济价值很高。不过在人们养殖技术还未完善，会出现很多效益上的问题。并且在通过养殖获得大量的蛋白质时也出现了很多的问题，由于富含高营养的饲料等因素，使得鱼类的质量日继下降，脂肪含量升高，蛋白质含量相对下降。人们通过摄食这些鱼类，进而间接的危害人的健康。2肉毒碱棕榈酰转移酶在鱼体中的分布及转运机理21肉毒碱棕榈酰转移酶在鱼体中的分布状况由于现在对鱼体中肉毒碱肉毒碱棕榈酰转移酶研究较少，我们只能初略的知道在鱼体中各组织的肉毒碱棕榈酰转移酶活性是不同的，大致是红肌心脏肠肾脏肝脏白肌。因此可以推测是由于相同的基因在不同组织中选择性表达的结果，这个结果已经被很多学者所证实，主要是的是FROYL
4、AND（1998）等，他通过测量测量大西洋鲑鱼肌肉中和肝脏的肉毒碱棕榈酰转移酶活性，最后发现红肌肝脏白肌，他们也使用了丙二酸单酰辅酶A作为一个抑制剂来验证他们测量的活性的结果。A肉毒碱棕榈酰转移酶机制研究状况现在针对肉毒碱棕榈酰转移酶机制主要是针对人和大鼠等脊椎动物上，而鱼也是属于脊椎动物，因此也可适用。脂肪酸在脊椎动物一般作为能量储存物质存在，只有当禁食后才作为主要的能源它们用于肝酮体合成和骨骼肌的氧化。脂肪酸也是对心脏和骨骼肌肉中持续运动中能量的重要来源。而脂肪酸代谢在大多数脊椎动物中是通过氧化方式进行。在此之前脂酸先进行活化，即在脂酸硫激酶作用催化ATP及COASH作用变成脂酰COA,而
5、脂酸的氧化主要是在线粒体中进行,脂酰COA不能直接穿过线粒体的膜进入线粒体而进一步氧化这时就需要一个转运机体来将活化的脂酸运进线粒体。而肉毒碱棕榈酰转移酶真是在此过程中正是扮演这样一个角色。因此肉毒碱棕榈酰转移酶在脂酸的氧化中起重要作用脂质的线粒体内细胞质一侧的脂酰COA由肉毒碱棕榈酰转移酶转移酶催化与肉碱结合形成脂酰肉碱，脂酰肉碱通过线粒体内膜的移位酶的作用穿过线粒体内膜，进入线粒体。在线粒体内基质的一侧的肉毒碱棕榈酰转移酶转移酶的催化下，脂酰肉碱上的脂酰基又转移到COA上，重新形成脂酰COA,成为氧化的底物。最后肉碱经移位酶的作用回到线粒体外的细胞质中，所以肉毒碱棕榈酰转移酶在该机制乃至整
6、个脂酸的氧化起关键酶的作用。3通过基因技术研究肉毒碱棕榈酰转移酶在这个生物分子技术突飞猛进的时代，通过基因改造使生物的性状发生改变已经被许多学者所尝试，并且取得了良好的效果。既然在鱼的肌肉和肝脏中存在肉毒碱棕榈酰转移酶，我们也可以理解为，那里的肉毒碱棕榈酰转移酶基因是有活性表达的，将肉毒碱棕榈酰转移酶分为LCPT（肝脏中的）和MCPT（肌肉中的）。SWANSON1998等和DAI等（2000）通过保守氨基酸的定点突变，SHI等（1998，1999，2000）通过N末端缺失分析和对LCPT和MCPT氨基和羧基端之间嵌合体的产生等的分析最后得出肉毒碱棕榈酰转移酶主要是在羧基端，而N末端则对丙二酸单
7、酰辅酶A很敏感，假设切除这个部位，那么丙二酸单酰辅酶A的抑制作用就会消失。因此可以通过基因工程来定向改造肉毒碱棕榈酰转移酶。4展望在了解肉毒碱棕榈酰转移酶在细胞线粒体的代谢中的作用后，我们就可以很好的应用这些。比如当鱼类机体禁食后亦或是鱼类经过剧烈运动后，在糖类相对供应不足的情况时，脂肪将成为主要的能量物。我们去掉改酶，或者通过抑制剂的手段将其抑制，则机体就会转而跳过脂肪，转而分解蛋白质，进而影响鱼体的生长发育，同时也会影响鱼的口感和营养价值。这在实际鱼类生产过程是很值得参考的。肉毒碱棕榈酰转移酶对鱼体适应水环境的变化也有很大的作用。肉毒碱棕榈酰转移酶在脂肪代谢中起关键作用。而动物脂肪不是良好
8、的导热体，所以皮下的脂肪组织构成是保护身体的隔离层，能防止体温的放散。所以脂肪有保持体温的作用。脂肪堆积养殖过程中往往需要控制鱼体适合的水温，来提高生产。冬天水温太冷，夏天水温太热都不适合鱼类的生长。不过可以设想通过抑制和激活等方法来调节肉毒碱棕榈酰转移酶活性，进而调节鱼体中脂肪的含量，当冬天时鱼体的脂肪堆积，使鱼体能在寒冷的水域正常生长。夏天则正好相反。既然知道了肉毒碱棕榈酰转移酶还有很多未尝试的好处，那人们就应该通过定向手段改造它。而其中一个最稳定最可靠的技术就是通过基因的改造。众所周知，基因和环境是决定生物的性状的。在整体的养殖环境中，这个变化是不大的，而基因的变化却是可取的。我们已经知
9、道鱼体有活性肉毒碱棕榈酰转移酶主要集中的肌肉和肝脏中，假设通过基因手段使那里的肉毒碱棕榈酰转移酶催化活性丧失，或者使那里的肉毒碱棕榈酰转移酶抑制位点丧失那么就可以定向的控制毒碱棕榈酰转移酶，进而对鱼体生产发育起作用，为生产养殖等方面进行提供依据。参考文献1EATON,SCONTROLOFMITOCHONDRIALBOXIDATIONFLUXPROGLIPIDRESJ2002,41,1972392FRASER,F,CORSTORPHINE,CG,ZAMMIT,VA,TOPOLOGYOFCARNITINEPALMITOYLTRANSFERASEIINTHEMITOCHONDRIALOUTERMEM
10、BRANEBIOCHEMJ1997323,7117183BRITTON,CH,MACKEY,DW,ESSER,VETALFINECHROMOSOMEMAPPINGOFTHEGENESFORHUMANLIVERANDMUSCLECARNITINEPALMITOYLTRANSFERASEICPT1AANDCPT1BJ1997GENOMICS40,2092114GUDERLEY,H,JOHNSTON,IAPLASTICITYOFFISHMUSCLEMITOCHONDRIAWITHTHERMALACCLIMATIONJ1996EXPBIOL199,131113175SMALL,GM,BURDETT,K
11、ANDCONNOCK,MJASENSITIVESPECTROPHOTOMETRICASSAYFORPEROXISOMALACYLCOAOXIDASE,BIOCHEMJ1985227,2052106PONSR,CARROZZOR,TEINI,ETALDEDCIENTMUSCLECARNITINETRANSPORTINPRIMARYCARNITINEDECIENCYJ1997PEDIATRRES425835877MOYES,CD,BUCK,LT,HOCHACHKA,PW,SUAREZ,RKOXIDATIVEPROPERTIESOFCARPREDANDWHITEMUSCLEJ1989EXPBIOL1
12、43,3213318EGGINTON,SEFFECTOFTEMPERATUREONTHEOPTIMALSUBSTRATEFOROXIDATIONJ1996FISHBIOL49,7537589SARGENT,JR,BELL,MV,TOCHER,DRTHELIPIDSINHALVER,JED,FISHNUTRITIONACADEMICPRESSINC,PP198915321810HENDERSON,RJFATTYACIDMETABOLISMINFRESHWATERFISHWITHPARTICULARREFERENCETOPOLYUNSATURATEDFATTYACIDS,ARCHANIMJ1996
13、NUTR49,52211MIYASAKI,T,SATO,M,YOSHINAKA,R,SAKAGUCHI,MEFFECTOFVITAMINCONLIPIDANDCARNITINEMETABOLISMINRAINBOWTROUTFISHJ1995SCI61,50150612HARPAZ,S,LCARNITINEANDITSATTRIBUTEDFUNCTIONSINFISHCULTUREANDNUTRITIONAREVIEWJAQUACULTURE249200532113黄其春,许梓荣,李卫芬等猪肝脏和肌肉肉碱脂酰转移酶I基因片段克隆及序列分析J龙岩学院学报,200826卷314GUTIERESA,
14、S,DAMONB,M,PANSERATA,S,KAUSHIKA,S,MEDALEA,F,ETALCLONINGANDTISSUEDISTRIBUTIONOFACARNITINEPALMITOYLTRANSFERASEIGENEINRAINBOWTROUTONCORHYNCHUSMYKISSJCOMPARATIVEBIOCHEMISTRYANDPHYSIOLOGYPARTB,135200313915115FROYLAND,L,MADSEN,L,ECKHOFF,KM,LIE,O,BERGE,RKCARNITINEPALMITOYLTRANSFERASEI,CARNITINEPALMITOYLTRA
15、NSFERASEII,ANDACYLCOAOXIDASEACTIVITIESINATLANTICSALMONSALMOSALARJ1998LIPIDS33,92393016CHOMCZINSKI,F,SACCHI,MSINGLESTEPMETHODOFRNAISOLATIONBYGUANIDIUMTHIOCYANATEPHENOLCHLOROFORMEXTRACTIONJANALBIOCHEM1987162,15615917HIGGINS,D,SHARP,PFASTANDSENSITIVEMULTIPLESEQUENCEALIGNMENTSONAMICROCOMPUTER1989CABIOS5
16、,15115318BARNES,WMPCRAMPLIFICATIONOFUPTO35KBDNAWITHHIGHFIDELITYANDHIGHYIELDFROMBACTERIOPHAGETEMPLATESJPROCNATLACADSCI1994USA912216222019BORSON,ND,SATO,WLDREWES,LRALOCKDOCKINGOLIGODTPRIMERFOR5AND3RACEPCRJ1992PCRMETHODSAPPLIC214414820ATLSCHUL,S,GISH,W,MILLER,W,MYERS,E,LIPMAN,D,1990BASICLOCALALIGNMENTS
17、EARCHTOOLJMOLBIOL215,40341021SWANSON,ST,FOSTER,DW,MCGARRY,JD,BROWN,NF,ROLESOFTHENANDCTERMINALDOMAINSOFCARNITINEPALMITOYLTRANSFERASEIISOFORMSINMALONYLCOASENSITIVITYOFTHEENZYMESINSIGHTSFROMEXPRESSIONOFCHIMAERICPROTEINSANDMUTATIONOFCONSERVEDHISTIDINERESIDUESBIOCHEMJ1998335,51351922DAI,J,ZHU,H,SHI,J,WOL
18、DEGIORGIS,GIDENTIFICATIONBYMUTAGENESISOFCONSERVEDARGININEANDTRYPTOPHANERESIDUESINRATLIVERCARNITINEPALMITOYLTRANSFERASEIIMPORTANTFORCATALYTICACTIVITYJ2000BIOLCHEM275,220202202423SHI,J,ZHU,H,ARVIDSON,DN,CREGG,JM,WOLDEGIORGIS,GDELETIONOFTHECONSERVEDFIRST18NTERMINALAMINOACIDRESIDUESINRATLIVERCARNITINEPALMITOYLTRANSFERASEIABOLISHESMALONYLCOASENSITIVITYANDBINDINGJ1998BIOCHEMISTRY37,1103311038
