文档介绍：生物化学阅读研讨汇报
甘油三酯脂肪酶
制作人:张桓侨
甘油三酯脂肪酶
ATGL
背景知识
1
2
研究方法及研究思路
4
文献中未解决的问题及将来的研究方向
理论价值和潜在临床应用价值
3
文章在组成结构上与其他文献的异同
5
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,parativegeneidentification-58)也起着关键作用。
TG
ATGL、HSL
三酰甘油水解酶-2
甘油二酯
+FFA
HSL
甘油一酯+FFA
单酰甘油脂酶
甘油+FFA
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。
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。
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(SDS-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
ATGL的转染COS-7细胞的细胞质组分只有TG水解酶()发现了增长。
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。
证实
ATGL是一个TG水解酶。
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感染细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-转染细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
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
为了确定脂肪酶的细胞内定位将在脂质小滴上参与到 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脂肪细胞。
ATGL在脂肪细胞能明显增强基本和异丙肾上腺素刺激的脂解。
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。
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。从这个理论来看,ATGL不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战。