《GSK3β蛋白對豬糖原合成酶基因(GYS1)的轉錄調控機制研究》是王林傑為項目負責人，四川農業大學為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：GSK3β蛋白對豬糖原合成酶基因(GYS1)的轉錄調控機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王林傑
- 依託單位：四川農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本研究選擇糖原代謝過程這一影響豬肌肉品質的重要因素，以糖原代謝過程中的關鍵酶肌肉糖原合成酶基因（GYS1）為研究對象，在體外分離培養的豬骨骼肌衛星細胞中研究GYS1基因的轉錄調控。利用雙螢光素酶報告分析系統、染色質免疫沉澱技術（ChIP） 以及凝膠遷移阻滯實驗（EMSA）驗證GSK3β通過調控轉錄因子NF-κB反式激活GYS1啟動子，進而研究不同GSK3β蛋白（GSK3β1和GSK3β5）對糖原合成酶基因（GYS1）的轉錄調控機制。揭示兩種不同GSK3β蛋白在對GYS1基因轉錄水平調控上差異的內在分子機理。本研究將有助於在細胞水平進一步揭示豬骨骼肌糖原代謝過程的分子調控機制，盡而為闡明豬肌肉糖原代謝過程與肌肉品質性狀形成之間的關係提供理論依據。
結題摘要
骨骼肌糖原合成和分解代謝過程的是影響豬肌肉品質的重要因素之一，本研究以糖原代謝過程中的關鍵酶肌肉糖原合成酶基因（GYS1）為研究對象，闡明了豬糖原合成酶（GS）的表達調控機制，揭示了豬骨骼肌糖原代謝過程的分子調控機制。研究發現，在體外分化的肌管中insulin主要是通過激活下游的信號分子PI(3)K，使GSK3β磷酸化，從而失活GSK3β，促使糖原合成酶(GS)的磷酸化水平下降，同時使糖原合成酶mRNA 和蛋白質的表達量增加，加速糖原合成。進一步研究發現，GSK3β 蛋白參與了對GYS1 基因的轉錄水平的調控，GSK3β通過調控轉錄因子NF-κB 反式激活GYS1 啟動子；GSK3β蛋白對豬糖原合成酶（GS）在翻譯後水平也存在顯著的調控，通過對糖原合成酶（GS）Ser641位點磷酸化水平的調節，進而調控成肌細胞糖原合成的能力。（1）首先，在豬糖原合成酶基因（GYS1）的轉錄水平表達調控中，GSK3β 蛋白參與了對GYS1 基因的轉錄水平的調控，並且GSK3β5 在對豬GYS1 基因的轉錄水平調控上具有和其他GSK3β 蛋白不同的作用；進一步研究發現GSK3β通過調控轉錄因子NF-κB 反式激活GYS1 啟動子，insulin 在調控GYS1 的作用過程中GSK3β 蛋白起到了一個關鍵的中介作用，並且不同GSK3β 蛋白特別是GSK3β5 受到了insulin 不同的調控作用，進而影響IκB 的磷酸化和降解來調節NF-κB 的激活，從而調控GYS1 基因的轉錄水平的表達。（2）其次，在對豬糖原合成酶（GS）的翻譯後修飾的調控中，在insulin的作用下，GSK3β1-3通過促進糖原合成酶（GS）Ser641位點磷酸化進而抑制了糖原合成酶（GS）的活性，進而抑制糖原合成的過程；而GSK3β5則具有和其他蛋白亞型不同功能，對糖原合成酶（GS）Ser641位點沒有磷酸化能力，從而對糖原合成過程沒有抑制作用，進一步揭示不同的GSK3β蛋白對糖原合成酶（GS）的調控具有不同的作用機制。本項目通過對豬糖原合成酶基因（GYS1）表達調控的研究，揭示了GSK3β 蛋白對GYS1的表達調控機制，為闡明豬肌肉糖原代謝過程與肌肉品質性狀形成之間的關係提供理論依據。通過本項目實施，發表了3篇SCI文章，申請國家發明專利2項。
