Research Progress of Fatty Acid Desaturase 2 Gene in Glycolipid Metabolism / 中国医学科学院学报

The fatty acid desaturase 2 (FADS2) gene encodes delta-6 desaturase (D6D) and is a member of the fatty acid desaturase gene family.D6D is the key enzyme catalyzing the transformation of linoleic acid and α-linolenic acid to long-chain polyunsaturated fatty acid (LC-PUFA).LC-PUFA play a crucial role in regulating the glycolipid metabolism of living organisms.In recent years,the activity of D6D and the single nucleotide polymorphism (SNP) of FADS2 gene have become a hot topic in the research on glycolipid metabolism.This article reviews the role of FADS2 gene in glycolipid metabolism.

Gene transfer of Chlorella vulgaris n-3 fatty acid desaturase optimizes the fatty acid composition of human breast cancer cells

Chlorella vulgaris has the gene of n-3 fatty acid desaturase (CvFad3), which can synthesize the precursor of n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFAs) or convert n-6 to n-3 PUFAs. The objective of the present study was to examine whether the CvFad3 gene from C. vulgaris can be functionally and efficiently expressed in human breast cancer cells and whether its expression can exert a significant effect on cell fatty acid composition. We inserted the CvFad3 gene into the plasmid pEGFP-C3 to construct the eukaryotic expression vector pEGFP-C3-n-3 and to express the n-3 Fad gene in human breast cancer cells (MCF-7 cells). Transfection of MCF-7 cells with the recombinant vector resulted in a high expression of n-3 fatty acid desaturase. Lipid analysis indicated that the ratio of n-6/n-3 PUFAs was decreased from 6:1 in the control cells to about 1:1 in the cells expressing the n-3 fatty acid desaturase. Accordingly, the CvFad3 gene significantly decreased the ratio of n-6/n-3 PUFAs of the MCF-7 cell membrane. The expression of the CvFad3 gene can decrease cell proliferation and promote cell apoptosis. This study demonstrates that the CvFad3 gene can dramatically balance the ratio of n-6/n-3 PUFAs and may provide an effective approach to the modification of the fatty acid composition of mammalian cells, also providing a basis for potential applications of its transfer in experimental and clinical settings.

Dehydroepiandrosterone-dependent induction of peroxisomal proliferation can be reduced by aspartyl esterification without attenuation of inhibitory bone loss in ovariectomy animal model

The purpose of this study was to determine whether esterification of dehydroepiandrosterone with aspartate (DHEA-aspartate) could reduce peroxisomal proliferation induced by DHEA itself, without loss of antiosteoporotic activity. Female Sprague-Dawley rats were ovariectomized, then DHEA or DHEA-aspartate was administered intraperitoneally at 0.34 mmol/kg BW 3 times a week for 8 weeks. DHEA-aspartate treatment in ovariectomized rats significantly increased trabeculae area in tibia as much as DHEA treatment. Urinary Ca excretion was not significantly increased by DHEA or DHEA-aspartate treatment in ovariectomized rats, while it was significantly increased by ovariectomy. Osteocalcin concentration and alkaline phosphatase activity in serum and cross linked N-telopeptide type I collagen level in urine were not significantly different between DHEA-aspartate and DHEA treated groups. DHEA-aspartate treatment significantly reduced liver weight and hepatic palmitoyl-coA oxidase activity compared to DHEA treatment. DHEA-aspartate treatment maintained a nearly normal morphology of peroxisomes, while DHEA treatment increased the number and size of peroxisomes in the liver. According to these results, it is concluded that DHEA-aspartate ester has an inhibitory effect on bone loss in ovariectomized rats with a marked reduction of hepatomegaly and peroxisomal proliferation compared to DHEA.

Participación del hígado en el suministro de ácidos grasos esenciales poliinsaturados de cadena larga durante el desarrollo postnatal del cerebro de rata / The liver as a cource of essential long chain polyunsatureted fatty acids for postnatal brain development in the rat

El presente trabajo tuvo por objeto estudiar el origen de los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (AGPI-CL) necesarios para el desarrollo postnatal del cerebro. Ratas normales recién nacidas de 1,5,10 y 20 días de edad fueron decapitadas, inmediatamente después los hígados fueron procesados para obtener la fracción microsomal y determinar la compossición de ácidos grasos y la actividad de la enzima delta6 desaturasa. También se nalizaron: la composición de ácidos grasos en plasma, homogenizado de hemisferios cerebrales y en la leche tomada del estómago de las ratas recién nacidas. Nosotros encontramos que la actividad de la enzima delta6 desaturada en el hígado fue muy baja en comparación a la observada en ratas adultas. Durante el desarrollo postnatal se observaron cantidades apreciables de DHA y AA en la lehe, microsomas hepáticos, lípidos de plasma y hemisferios cerebrales. En conclusión proponemos que durante el desarrollo postnatal, la síntesis hepática contribuye poco en el aporte de DHA y AA para el crecimiento del cerebro, pero tiene la capacidad de concentrar estos ácidos grasos provenientes de la leche, en los microsomas hepáticos y secretarlos hacia el plasma para finalmente llegar al cerebro.

11-Deoxycorticosterone, an inducer of a factor stimulating delta 9 desaturase activity in liver microsomes

Se estudió el efecto de la 11-desoxicorticosterona sobre la desaturación oxidativa del ácido palmítico en microsomas hepáticos de rata. La hormona incrementó en microsomas hepáticos de rata. La hormona incrementó significativamente la actividad de delta 9 desaturasa 24 h después de la inyección intraperitoneal (1 * mol/Kg peso). De la solución de lavado de microsomas hepáticos de animales tratados con hormona se obtuvo un factor proteico que, agregado a suspensiones microsomales de animales controles, fue capaz de reproducir el efecto estimulatorio sobre la delta 9 desaturasa. El factor inducido por tratamiento con desoxicorticosterona se encontró también en el citosol hepático de ratas tratadas con la hormona. Los resultados demuestran que la presencia de un hidroxilo en posición 11-ß, característico de hormonas esteroides con acción glucocorticoide, no es imprescindible para la inducción del factor proteico que regula la actividad delta 9 desaturante

Effect of high carbohydrate and high protein diets on microsomal fatty acid composition, fluidity and delta 6 desaturation activity in kidney and lung

La administración dietas hiperglucídicas e hiperproteicas suministradas a ratas durante 3 días produce respectivamente una disminución y un aumento en el cociente araquidonato/linoleato en los lípidos totales de microsomas de pulmón, riñon e hígado. En el hígado y el riñon este efecto está correlacionado con un significativo descenso de la actividad de la delta6 desaturasa para el caso de la dieta hiperflucídica y con un aumento de la misma actividad enzimática en la dieta hiperproteica. La actividad de la delta6 desaturasa, medida a través de la conversión del ácido 1-14**C linoleico a ácido alfa-linolénico, no se detectó en los microsomas de pulmón debido probablemente a la poca capacidad de este tejido para producir el éster de CoA del sustrato usado, y a que el cociente 20:4/18:2 en este tejido fue similar al del hígado bajo las condiciones dietéticas analizadas. La anisotropía de fluorescencia (r) del definilhexatrieno mostró diferencias significativas entre los tres tejidos analizados, efecto que se correlacionó con sus respectivos cocientes colesterol/fosfolípidos. Ambos parámetros fueron inferiores en los microsomas hepáticos que en los de los otros tejidos y permanecieron sin modificarse bajo los diferentes regímenes estudiados. Los resultados indican que el efecto de las dietas hiperhidrocarbonada e hiperproteica sobre la delta6 desaturasa no conduce a alteraciones aparentes en las propiedades físicas de las membranas microsomales

Efecto de la carencia de zinc sobre la biosíntesis in vivo de los acidos grasos de la serie linoleica en la rata / Effect of Zinc deficiency on the biosynthesis in vivo of fatty acids of linoleic series in rats

Se estudió el efecto de la deficiencia de zinc sobre la síntesis in vivo de los ácidos grasos de la serie linoleica (n6) en el hígado de rata. Para ello se adminsitró ácido linoleico 1-14C (18:2 n 6), acetato 1-14C más ácido gama-linolénico (18:2 n6), acetato 1-14C (20:3 n 6) a ratas controles y animales que habían sido mantenidos durante 32 días con una dieta deficiente en zinc. La distribución de la marcación entre los ácidos grasos microsomales fue medida a una hora después de la inyección. El ácido linoleico 1-14C fue convertido en gama-linolenato, eicosatrienoato n6, araquidonato y docosapentaenoato n6. La marcación del acetato 14C fue hallada en ácidos grasos saturados y en los polienos anteriores. La marcación del 20:3 n 6 1-14C fue transferida al araquidonato y docosapentaenoato n6. Estos resultados indican la presencia in vivo de las desaturasas delta6, delta5 t delta 4 y elongasas. La deficiencia de Zn modificó la composición de los ácidos grasos de los microsomas hepáticos y disminuyó la conversión del 18:2 14C a homólogos superiores. La relación 20:4 n 6/18:2 n 6 fue disminuida en forma correlativa con la disminución de la producción de 20:4 n 6 a partir de 18:2 n 6 14C. La relación de los compuestos marcados fosfatidilcolina/triacilgliceroles disminuyó significativamente en las ratas deficientes en zinc. En consecuencia, la deficiencia de zinc disminuye la actividad de las desaturasas y elongasas de ácidos grasos y modifica la actividad de enzimas relacionadas con la

Effect of insulin on the oxidative desaturation of fatty acids in non-diabetic rats and in isolated liver cells

Efecto de la insulina sobre la desaturación oxidativa de los ácidos grasos en ratas no diabéticas y en células aisladas de hígado. Se estudió el efecto de la insulina en la desaturación oxidativa del ácido palmítico 1- 14C a ácido palmitoleico y linoleico 1- 14C a ácido gama -linolénico, en microsomas de hígado de rata, y del ácido eicosa-8,11,14-trienoico 1- 14C a ácido araquidónico en microsomas de hígado de rata y células HTC. No se observaron cambios en la actividad de la DELTA9 desaturasa y disminuyó la actividad de la DELTA5 desaturasa después de 12 h de la inyección de insulina en dosis de 5 U/kg peso corporal. La conversión de ácido linoleico a gama -linolénico disminuyó cuando la cantidad de insulina inyectada fue de 5 U/kg peso o más. La conversión de ácido palmítico a palmitoleico no mostró cambios importantes entre 1 y 12 h después de la inyección de 5 U/kg peso corporal de insulina. Durante todo ese lapso y en las mismas condiciones experimentales disminuyó la actividad de la DELTA5 desaturasa. La conversión de ácido linoleico a gama -linolénico se incrementó levemente después de 1 h de tratamiento insulínico y luego disminuyó significativamente hasta finalizar el experimento. El agregado de 400 mU/ml o más de insulina al medio incubación de células HTC produjo un descenso significativo en la conversión de ácido eicosatrienoico en araquidónico. El efecto de la insulina sobre la desaturación oxidativa de los ácidos grasos en microsomas de hígado de ratas normales difiere que se observa en ratas diabéticas. Se discute el papel de la insulina en relación con otras hormonas, el metabolismo glucídico y la biosíntesis de lípidos