营养调控与基因表达PPT课件

1、 随着分子生物学的发展及其在营养学中的应用,从分子水平上弄清养分的代谢过程和规律,准确确定动物群体及个体的营养需要,掌握养分摄入过量及缺乏的后果,预防和治疗营养代谢疾病以及解决其他营养问题将成为可能。营养与基因表达的关系及其作用机制已成为分子生物学的重要研究内容及营养学的新兴研究领域。该领域的研究在过去510 年中取得了较大进展。营养和基因表达的一般关系表现为两个方面: 一是养分的摄入量影响基因表达; 二是基因表达的结果影响养分的代谢途径和代谢效率, 并决定营养需要量。第1页/共45页Animal performance(meat, milk, egg, wool, etc)(growth,

2、development, etc)Genotype(gene on chromosome)Environment(nutrition, ambient, management)Inter-relationships between genotype, environment and animal production 第2页/共45页 基因表达：是指编码某种蛋白质的基因从转录、mRNA 的加工与成熟、RNA 的翻译、蛋白质的加工,到活性(功能) 蛋白质的形成的过程( Goodridge ,1994) 。 基因表达调控包括转录调控、RNA加工调控、RNA 转运调控、翻译调控、mRNA 稳定性调控

3、及翻译后的调控。每一个调控点都与养分直接或间接有关(Clarke ,1992) 。 第3页/共45页 研究表明,营养对基因表达的作用主要发生在转录或翻译前水平上,对翻译后的影响较小(Berdanier ,1998) 。 研究表明,真核细胞的mRNA 的5和3端的碱基不能翻译成蛋白质,称为非编码区(UTR) 。UTR 含有控制mRNA 的腺苷聚合、稳定性、在细胞中的分布定位以及翻译的调节信号,对基因表达的调节起着核心作用( Kozak ,1992 ;Choi ,1995) 。 养分对基因表达的调控作用是通过UTR ,特别是3UTR 实现的。第4页/共45页Nutrient intakeGene

4、expressionDNA RNA proteinNutrient uptake pathway and metabolismNutrient requirementInter-relationships of nutrition and gene expression 第5页/共45页Which genes, particularly those involved in control of metabolism, growth and partition are regulated by nutrition ?How do nutrients and diet regulate the e

5、xpression of specific genes ?How is the expression of specific gene products involved in metabolism and channelling of nutrientsFundamental questions第6页/共45页Dietary constituentDirect regulationPhysiological modulationSecondary mediatorRegulated transcription mRNAProtein Responsive genesRegulated tra

6、nscription Direct and indirect effects of nutrition on regulation of gene expression第7页/共45页DNARNA3 polyadenylationtranscription5 CapAAA200Splicing AAA200Mature mRNAExons 1 234Promoter Some micronutrientshormonesSignal transduction pathwaysIntracellular receptorsAAAmRNATranslocationPolyribosomes Pro

7、teinTranslation 第8页/共45页Critical control points1) Transcriptional regulation Activation, transcriptional speed2) Post-transcriptional regulation mRNA processing (splicing) mRNA transportation, localization mRNA stability mRNA translation3) Post-translation regulation第9页/共45页Post-transcriptional cont

8、rol of gene expression(3)(1)(2)第10页/共45页Regulatory signals in the untranslated regions and their interactions with nutrition第11页/共45页1. Interaction between nutrition and gene expression2. Nutritional regulation of gene expression3. Molecular biological approaches to nutrient-gene interactions 4. Eff

9、ects of environmental factors on nutrient-gene interactions第12页/共45页Principles: isolation & estimation of mRNA1) mRNA is the primary product of a gene and mediates its expression as protein. In many instances, nutrient effects on the expression of protein reflect changes in the concentration of thei

10、r mRNA. It is also frequently easier to determine mRNA concentrations than to estimate the corresponding proteins.第13页/共45页2) mRNA can readily be converted into their equivalent DNA by first synthesizing a complementary strand of DNA (cDNA) and then a second strand complementary to the first. DNA is

11、 much easier to manipulate than RNA in plasmids or by PCR. The cDNA can be sequenced to protein sequence information which can used in structural studies and in development of immunological methods of protein estimation.Principles: isolation & estimation of mRNA第14页/共45页3) The synthesis of individua

12、l mRNA is rarely by direct interaction of a nutrient with a gene. Instead, control is generally mediated through one or more proteins referred to as transcription factors. These bind to regulatory regions of the gene and determine the efficiency of its transcription.Principles: isolation & estimatio

13、n of mRNA第15页/共45页Main techniques1)Hybridization 2)Isolation of mRNA3)Probes 4)Estimation of mRNA Northern blotting Ribonuclease protection aaasy5)PCR, real time-PCR6)DNA sequencing7)Clone Important understanding how a nutrient influences expression of a particular gene requires a study of the facto

14、rs which bind to that genes regulatory region第16页/共45页1. Interaction between nutrition and gene expression2. Nutritional regulation of gene expression3. Molecular biological approaches to nutrient-gene interactions 4. Effects of environmental factors on nutrient-gene interactions第17页/共45页Animal perf

15、ormance(meat, milk, egg, wool, etc)(growth, development, etc)Genotype(gene on chromosome)Environment(nutrition)Inter-relationships between genotype, environment and animal production ambientmanagement第18页/共45页I. Nutrition and gene expression第19页/共45页Feed industryAnimal productionEffluentLess slurryL

16、ess odourAnimal biotechnologyConsumer products - Milk Meat Egg FishMicrobial biotechnologySilage inoculantsProbiotics Enzymes Amino acidsGrowth enhancersEnvironmental biotechnologyChemical or biotechnology pre-treatmentConservationChemical or biotechnology pre-treatmentBetter protein or amino acidsC

17、urrent cropsPlant biotechnologyBy-productsConsumer products - Flour Whisky BeerFood/drink industryChemical industryChemicals Starch Gluten Adhensives OilsBy-products 第20页/共45页一、能量蛋白质对基因表达的影响一、能量蛋白质对基因表达的影响 生长激素( GH) 是控制动物出生后生长的主要激素。GH 对生长的控制必须通过GH 受体( GHR) 及类胰岛素生长因子- ( IGF - ) 的作用才能实现, IGF - 是GH促进生长

18、的最重要的介导物(Cohick , 1993) 。哺乳动物体内存在另一种IGF ,叫IGF - ,主要在胚胎和胎儿组织产生,是胚胎和胎儿的主要生长因子。IGF - 和IGF - 的大多数作用均需要IGF - 受体( 型受体) 参与(St raus ,1994) 。 除GH 外,营养状况是调控IGF - 的重要因素。大多数动物试验均表明,营养不良导致的生长受阻往往伴随有血浆GH 水平的升高,而不是下降(Buonomo ,1991 ; ;Vance ,1992) 。 能量蛋白质对生长调节基因表达的影响可能具有组织特异性。第21页/共45页二、氨基酸对基因表达的影响二、氨基酸对基因表达的影响 氨基酸

19、除参与IGF - 和GHR 基因表达的调节外,还与多种其他基因表达的调节有关。Marten (1994)报道, 在大鼠肝细胞培养基质中去掉氨基酸后促进了数个基因的表达, 提高幅度最大的是CHOP 基因。 CHOP 是一分子量很小的核蛋白,为转录因子C/ EBP (CCAAT/ 促进子结合蛋白) 的同源蛋白。CHOP 通过与C/ EBP 结合成二聚体而参与多种基因表达的调节(Cao ,1991 ;Birkenmeier ,1989 ;Umek ,1991) 。 Bruhat(1997 ,1999) 用人体细胞培养证明,低浓度的亮氨酸明显提高CHOP 基因的表达,其机制是提高了基因的转录率和CHO

20、P mRNA 的稳定性。其他氨基酸,如赖氨酸、蛋氨酸、精氨酸、苯丙氨酸和苏氨酸的限制也可促进CHOP 的表达。Wang (1996) 认为,氨基酸缺乏导致基因表达的改变并不是氨基酸本身的作用,而是氨基酸浓度下降导致异常蛋白质合成的结果。但Bruhat (1997 ,1999) 认为,低浓度氨基酸诱导CHOP 的表达不是细胞应激的结果, 而是氨基酸本身的直接作用。他们已经找到了CHOP 基因上氨基酸缺乏时促进转录的两种转录因子。氨基酸调控CHOP 基因表达的作用机制还需深入研究。 第22页/共45页三、三、 脂肪酸对基因表达的影响脂肪酸对基因表达的影响1 脂肪合成酶系脂肪合成酶系 很早以前人们就

21、知道日粮脂肪有抑制肝脏的脂肪合成作用。很早以前人们就知道日粮脂肪有抑制肝脏的脂肪合成作用。除了脂肪对脂肪合成酶系的直接作用除了脂肪对脂肪合成酶系的直接作用(如脂酰辅酶如脂酰辅酶A 是是ACC 的的变构抑制剂变构抑制剂) 外外,脂肪可以调节生脂酶的表达是抑制生脂作用脂肪可以调节生脂酶的表达是抑制生脂作用的重要原因。的重要原因。 LCFA 是通过肉碱棕榈酰转移酶是通过肉碱棕榈酰转移酶(CPT) 系统进入线粒体系统进入线粒体内进行氧化供能的内进行氧化供能的, 而而CPT 系统主要由位于线粒体膜外侧的系统主要由位于线粒体膜外侧的CPT 和位于膜中间的肉碱和位于膜中间的肉碱- 酰基肉碱转移酶以及位于膜内

22、酰基肉碱转移酶以及位于膜内侧侧CPT 等三部分组成等三部分组成, 在这个过程中在这个过程中CPT 是控制是控制LCFA 进入线粒体的主要位点进入线粒体的主要位点(McGarry 等等,1989) 。进入线粒体后。进入线粒体后的的LCFA 氧化供能则受到氧化供能则受到3 - 羟基羟基- 3 -甲基甲基- 戊二酰辅酶戊二酰辅酶A (HMG - CoA) 合成酶的限制合成酶的限制, 因此这两种酶是影响因此这两种酶是影响LCFA 利利用的关键环节用的关键环节, 而它们的基因表达又受到日粮中而它们的基因表达又受到日粮中LCFA 的调控。的调控。第23页/共45页 一些实验已证明一些实验已证明,n - 6

23、 和和n - 3 多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸( PUFA) 能抑制肝脏脂肪合成所需的多种酶。受能抑制肝脏脂肪合成所需的多种酶。受PUFA 抑制的生脂酶包括脂肪酸合成酶、乙酰辅酶抑制的生脂酶包括脂肪酸合成酶、乙酰辅酶A 羧化酶羧化酶(ACC) 、6 - 磷酸葡萄糖脱氢酶、硬脂酰磷酸葡萄糖脱氢酶、硬脂酰CoA 脱饱和酶、脱饱和酶、L - 丙酮酸激酶丙酮酸激酶(L - P K) 和和S14 蛋白蛋白(参与参与脂肪代谢的一种蛋白质脂肪代谢的一种蛋白质,主要存在于脂肪酸合成作用非主要存在于脂肪酸合成作用非常活跃的肝脏、脂肪组织和乳腺常活跃的肝脏、脂肪组织和乳腺) (Blake ,1990 ;Lands

24、chulz ,1994 ;Ntambi ,1992) 。 脂肪酸抑制作用的大小与链长和饱和程度有关。脂肪酸抑制作用的大小与链长和饱和程度有关。鱼油中的脂肪酸抑制作用最强。鱼油中的脂肪酸抑制作用最强。18 : 2(n - 6) 和和18 : 3 (n - 3) 必须经过脱饱和作用分别转化为必须经过脱饱和作用分别转化为18 : 3 (n - 6) 和和18 : 4 (n - 3) 后才具有抑制作用后才具有抑制作用(Clarke ,1990) 。第24页/共45页 Raclot (1999) 总结了不同总结了不同PUFA 对基因表达的调节作用对基因表达的调节作用 , 并认为并认为PUFA 对特异基因

25、表达的调控具有组织特异性对特异基因表达的调控具有组织特异性和作用位点特异性。和作用位点特异性。PUFA 的主要作用的主要作用机制是抑制基因转录机制是抑制基因转录,降低降低mRNA 水平。水平。研究表明研究表明,PUFA 可直接与基因上的转录可直接与基因上的转录因子结合。因子结合。 目前已经鉴定出了目前已经鉴定出了S14 和和L - P K 基因上基因上PUFA 的作用位点的作用位点(Jump，1999 ; Liimat ta ,1994) 。第25页/共45页SCD1 : 硬脂酰辅酶硬脂酰辅酶A 脱饱和酶脱饱和酶,FAS : 脂肪酸合成酶脂肪酸合成酶,P K: 丙酮酸激酶丙酮酸激酶,ACC :

26、 乙酰辅酶乙酰辅酶A 羧化酶羧化酶, GLU T4 : 胰岛素反应性葡萄糖转运蛋白胰岛素反应性葡萄糖转运蛋白4 ,PEPCK: 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶,ACO : 乙酰辅酶氧化酶乙酰辅酶氧化酶,CCP : 细胞色素细胞色素P450 4A2 , GK: 葡萄糖激酶葡萄糖激酶,ME : 苹果酸酶苹果酸酶,APO A - 1 : 脱脂蛋白脱脂蛋白A - 1 ,LPL : 脂蛋白脂酶脂蛋白脂酶, HSL : 激素敏感脂酶激素敏感脂酶, C/ EBP: CCAA T/ 促进子结合蛋白促进子结合蛋白,PPAR: 过氧化质体增殖激活受体过氧化质体增殖激活受体,aP2 : 脂肪细胞脂质结

27、合蛋白脂肪细胞脂质结合蛋白,A TP - CL : A TP - 柠檬酸裂解酶柠檬酸裂解酶, G6PDH : 6 - 磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶; 第26页/共45页2葡萄糖转运蛋白葡萄糖转运蛋白 葡萄糖只有在葡萄糖转运蛋白的作用下进入细胞膜后才能进一步代谢。已知动物体内存在多种葡萄糖转运蛋白(从GLUT1 到GLU T5 , GLUT7) 。编码这些蛋白质的基因的表达程度决定了葡萄糖进入细胞的数量。 第27页/共45页 Long 1996) 、Tebbey (1994) 等的研究表明：脂肪酸,特别是花生四烯酸(ADA) 是脂肪细胞葡萄糖转运系统的生理调节物。ADA 可以抑制T 细胞中硬

28、脂酰- CoA 脱饱和酸(Long , 1996) 、肝脏脂肪酸合成酶(Clarke ,1992) 、3T3 - L 1 脂肪细胞中GLU T4 ( Tebbey ,1994) 等基因的转录率。Tebbey 等(1994) 证明,ADA可以调节GLU T4 基因的表达。将完全分化的3T3 - L 1 脂肪细胞放入ADA 中培养48 小时, 则GLU T4mRNA 的量下降了90 %,其原因是GLU T4 基因的转录下降了50 %,GLU T4 mRNA 的稳定性也明显降低。第28页/共45页四、碳水化合物对基因表达的影响四、碳水化合物对基因表达的影响 高碳水化合物饲粮促进脂肪的合成高碳水化合物

29、饲粮促进脂肪的合成, 其作用涉及基因转其作用涉及基因转录、录、mRNA 的加工和稳定性的加工和稳定性( Katsurada , 1990 ;Clarke ,1992 ; Towle ,1997) 。大鼠肝细胞在蔗糖介质。大鼠肝细胞在蔗糖介质中培养中培养2 小时小时,脂肪酸合成酶及脂肪酸合成酶及S14 mRNA 水平增加水平增加1015 倍倍;绝食大鼠饲喂高碳水化合物饲粮后绝食大鼠饲喂高碳水化合物饲粮后,肝中磷酸果糖激酶肝中磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶和丙酮酸激酶mRNA 量在量在46 小时内提高小时内提高7 倍。此外倍。此外,碳碳水化合物对水化合物对ATP - 柠檬酸裂解酶、甘油柠檬酸裂解酶、甘油

30、- 3 - 磷酸乙酰转移磷酸乙酰转移酶、硬脂酰酶、硬脂酰CoA 脱饱和酶等基因表达的促进作用也是发生在脱饱和酶等基因表达的促进作用也是发生在转录调节环节转录调节环节( Towle ,1997) 。 碳水化合物对碳水化合物对S14 基因基因(Burmeister ,1991) 、apoB 基因基因(Baum ,1990) 的调节作用发生在的调节作用发生在mRNA 的加的加工环节上工环节上, 而对肝脏苹果酸酶、而对肝脏苹果酸酶、6 - 磷酸葡萄糖脱氢酶等的作磷酸葡萄糖脱氢酶等的作用是通过提高用是通过提高mRNA 的稳定性实现的的稳定性实现的(Dozin ,1986 ; Iritani ,1992

31、;Moustad ,1991) 。第29页/共45页 碳水化合物中起调节作用的关键成分是葡萄糖碳水化合物中起调节作用的关键成分是葡萄糖, 但目前但目前还不清楚是由于葡萄糖的直接作用还是因为激素分泌改变的结还不清楚是由于葡萄糖的直接作用还是因为激素分泌改变的结果。果。 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶( PEPCK) 是肝和肾中糖元异生是肝和肾中糖元异生的关键酶的关键酶, 它的基因转录区起始位点上游它的基因转录区起始位点上游500bp 内含有许多调内含有许多调节单元节单元, 可与代谢信号相呼应可与代谢信号相呼应; 该基因的表达可受到日粮营养成该基因的表达可受到日粮营养成分的调控。营养

32、成分对分的调控。营养成分对PEPCK 的调控主要是通过与其启动子的调控主要是通过与其启动子作用而实现的。作用而实现的。 有人认为有人认为, 葡萄糖的直接作用是关键葡萄糖的直接作用是关键, 胰岛素对生脂基因胰岛素对生脂基因的调节是通过葡萄糖实现的的调节是通过葡萄糖实现的( Ferre ,1999) 。当日粮中含有大。当日粮中含有大量糖类时量糖类时, 由于胰岛素的作用而抑制了由于胰岛素的作用而抑制了PEPCK 基因的转录基因的转录, 导导致其水平下降。当禁食或日粮中含低糖时致其水平下降。当禁食或日粮中含低糖时,情况则刚好相反。情况则刚好相反。 目前已鉴别出了目前已鉴别出了L - P K、S14 和

33、和ACC 基因中的葡萄糖基因中的葡萄糖作用区作用区 Girard ,1997) 。然而。然而,某些基因的最大表达可能需要某些基因的最大表达可能需要葡萄糖与激素的协同作用葡萄糖与激素的协同作用(Clarke ,1992 ;Vaulont ,1994) 。第30页/共45页五、矿物质和维生素对基因表达的影五、矿物质和维生素对基因表达的影响响第31页/共45页第32页/共45页铁：铁： 铁的吸收与转运需要运铁蛋白及其受体的参与铁的吸收与转运需要运铁蛋白及其受体的参与, 而铁蛋白是而铁蛋白是铁在体内的贮备形式和高剂量铁的解毒形式铁在体内的贮备形式和高剂量铁的解毒形式, 两种蛋白的表达两种蛋白的表达均受

34、翻译后调节机制的调控。均受翻译后调节机制的调控。 运铁蛋白受体运铁蛋白受体mRNA 的的3UTR 上含有铁调节区上含有铁调节区( IRE) 。缺铁时缺铁时,铁调节蛋白铁调节蛋白( IRP) 就与就与IRE 结合结合,保护保护mRNA 使其不使其不被被RNA 裂解酶降解裂解酶降解,从而提高运铁蛋白受体的水平。当有铁存从而提高运铁蛋白受体的水平。当有铁存在时在时, IRP 就脱离就脱离mRNA 分子分子,失去保护的失去保护的mRNA 不稳定不稳定, 其其翻译率下降翻译率下降,从而导致运铁蛋白受体的合成量减少从而导致运铁蛋白受体的合成量减少, 铁的吸收率铁的吸收率下降下降( Klausner ,19

35、89 ; Koeller ,1989 ; Theil ,1994) 。铁的状况并不影响运铁蛋白受体基因的转录铁的状况并不影响运铁蛋白受体基因的转录( Klausner ,1989) 。但。但Zakin (1992) 的综述指出的综述指出, 虽然很虽然很多组织都含有运铁蛋白基因多组织都含有运铁蛋白基因, 但不同组织的基因含有不同的转但不同组织的基因含有不同的转录调节因子录调节因子, 使运铁蛋白基因的表达具有明显的组织特异性。使运铁蛋白基因的表达具有明显的组织特异性。第33页/共45页Regulation of transferrin receptor and ferritin by ironIR

36、P: iron-regulatory proteins IRE: iron regulatory elementsRegulation of transferrin receptor and ferritin by ironIRP: iron-regulatory proteins IRE: iron regulatory elements第34页/共45页硒硒 硒以半胱氨酸硒的形式参与硒蛋白硒以半胱氨酸硒的形式参与硒蛋白(如如GSH - Px ,碘化甲碘化甲状腺氨酸状腺氨酸- 5- 脱碘酶脱碘酶) 的组成。的组成。 在硒蛋白翻译过程中在硒蛋白翻译过程中, UGA 密码子不再作为终止信号密码子

37、不再作为终止信号, 而而是作为半胱氨酸硒的编码信号是作为半胱氨酸硒的编码信号, 从而在蛋白中插入半胱氨酸硒从而在蛋白中插入半胱氨酸硒(Shen ,1993) 。 Burk (1993) 、Bermano (1995) 研究表明研究表明, 日粮硒水日粮硒水平不但能够调节硒蛋白的含量与活性平不但能够调节硒蛋白的含量与活性, 而且可以调节相应的而且可以调节相应的mRNA 的量。但对不同组织的量。但对不同组织, 不同硒蛋白及其不同硒蛋白及其mRNA 对不同对不同硒水平的敏感程度存在差异。如硒水平的敏感程度存在差异。如, 在硒耗竭时在硒耗竭时,磷脂过氧化氢磷脂过氧化氢GSH - Px mRNA 的降解率

38、不受影响的降解率不受影响, 但胞液但胞液GSH - Px mRNA 的降解率下降。因此的降解率下降。因此,缺硒时缺硒时, 二种酶的活性不同二种酶的活性不同(Bermano ,1996a) 。不同硒蛋白。不同硒蛋白mRNA 的的3UTR 结构的结构的差异是差异是决定决定mRNA 翻译程度及对硒缺乏的敏感性的关键因素翻译程度及对硒缺乏的敏感性的关键因素(Bermano ,1996b) 。第35页/共45页ThyroidAntioxidantXenobiotic metabolismImmunityFertilityMyopathiesAnticancerIll-thriven growth H|

39、| CH2| CH / HN COMetabolic pathways and disease associated with Se in animals. At physiological pH over 99% of the Se in the form which can act as an efficient redox catalyst(Combs & Combs, 1986)第36页/共45页Selenoprotein PcGSH-PxSe-binding proteins (58, 56 and 14 kDa)phGSH-PxeGSH-PxgiGSH-PxSperm capsul

40、e selenoprotein (mouse)IDIIDIIIDIIISelenoprotein WThioredoxin reductaseSelenoproteins which has been purified for mammalian cells Key: cGSH-Px, cystolic glutathione peroxidase; phGSH-Px, phospholipid hydroperoxide GP; eGSH-Px, extracellular GP; giGSH-Px, gastrointestinal GP; IDI, IDII and IDIII, typ

41、e I, II and III iodothyronine deiodinases(Arthur, 1997)第37页/共45页Weight gain in catfish fed a casein-based diet supplemented with sodium selenite, selenomethionine or selenoyeast (Se-Plex 50)(Lovel and Wang, 1997)05101520250.10.10.20.20.30.30.40.4Dietary Se (mg/kg)Dietary Se (mg/kg)Weight gain (g)Wei

42、ght gain (g)Se-MetSe-Plex 50Selenite第38页/共45页Glutathione peroxidase (GSH-Px) and Se content in liver of catfish fed a casein-based diet supplemented with sodium selenite, selenomethionine or selenoyeast (Se-Plex 50)(Lovel and Wang, 1997)05101520250.10.10.20.20.30.30.40.4Dietary Se (mg/kg)Dietary Se

43、(mg/kg)Liver Se (ug/g)Se-MetSe-Plex 50Selenite05101520250.10.10.20.20.30.30.40.4Dietary Se (mg/kg)Dietary Se (mg/kg)GSH-Px (nmol/mg Protein.min)Se-MetSe-Plex 50Selenite第39页/共45页Channelling of Se for preferential synthesis of a particular selenoproteinPHGSH-Px: phospholipid hydroperoxideglutathione p

44、eroxidasecGSH-Px: cytosolic GSH-PxSe-cys: selenocysteineChannelling of Se for preferential synthesis of a particular selenoproteinPHGSH-Px: phospholipid hydroperoxideglutathione peroxidasecGSH-Px: cytosolic GSH-PxSe-cys: selenocysteine第40页/共45页锌：锌： 金属硫蛋白金属硫蛋白(Metallothionein , MT) 可以结合多种金属可以结合多种金属元素

45、元素, 是元素转运、维持细胞中的元素平衡、防止重金属中毒是元素转运、维持细胞中的元素平衡、防止重金属中毒所必需的蛋白质。所必需的蛋白质。 Cui (1998) 用大鼠试验表明用大鼠试验表明, 饲粮缺锌可明显降低肝脏、饲粮缺锌可明显降低肝脏、肾脏和小肠肾脏和小肠MT 1 mRNA 水平水平, 但给大鼠注射白细胞介素但给大鼠注射白细胞介素- 后后, MT - 1 mRNA 明显升高明显升高, 且缺锌组的且缺锌组的MT - 1 mRNA 水平显著高于加锌组。在不同生理状态下水平显著高于加锌组。在不同生理状态下, 锌对锌对MT - 1 的调的调控性质完全不同。控性质完全不同。 尽管认为尽管认为MT 是

46、金属元素转运的必需蛋白质是金属元素转运的必需蛋白质, 但但Davis (1998) 的研究表明的研究表明, MT 过度表达过度表达(用转基因技术用转基因技术) 的小鼠的小鼠,锌锌的吸收率下降。的吸收率下降。Andrews (1999) 报道报道,妊娠小鼠日粮缺锌时妊娠小鼠日粮缺锌时,提高提高MT - 1 , MT - 2 的表达可以改善母鼠的繁殖成绩。因此的表达可以改善母鼠的繁殖成绩。因此, MT 的作用与表达及其与锌代谢的关系尚需深入研究。的作用与表达及其与锌代谢的关系尚需深入研究。第41页/共45页肌生成抑制素(myostatin,MSTN) 是是McPherron等发现的一个等发现的一个TGF-超家族新成员，超家族新成员，一种骨骼肌生长负调控因子，一种骨骼肌生长负调控因子，MSTN基因碱基对缺失导致的基因碱基对缺失导致的蛋白突变引起动物肌肉过度发育，出现了动物的蛋白突变引起动物肌肉过度发育，出现了动物的“双肌双肌”性性状。通过改变采食量和调节能量平衡可改变动物