脂质组介绍

-----研究综述，动物最新NC，植物研究增加

脂质：一类难溶于水而易溶于非极性溶剂的生物有机分子。主要包括非极性脂质、极性脂质和脂质代谢物

脂质组学：对生物体、组织或细胞中的脂质以及与其相互作用的分子进行全面系统的分析、鉴定，了解脂质的结构和功能，进而揭示脂质代谢与细胞、器官乃至机体的生理、病理过程之间的关系的一门学科

脂质组学研究的内容：

1.脂质及其代谢物分析鉴定：是通过改进脂质制备方法和发展新的分析鉴定技术，实现脂质及其代谢物的快速、高通量的分析、鉴定。

2.脂质功能与代谢调控(包括关键基因/蛋白质/酶) ：主要是利用脂质组学技术，并结合基因组学、蛋白质组学等技术进行脂质功能与代谢调控研究并形成系统．

3.脂质代谢途径及网络：整合基因组学、蛋白质组学、代谢组学的研究结果，尝试建立不同条件下脂质的代谢途径，从而不断完善生命体复杂脂质代谢途径及网络研究的绘制．

脂质组分类：

脂肪酸类 (fatty acyls)，甘油磷脂类 (glycerol-phospholipids)，固醇脂类（sterollipids），甘油脂类 (glycerolipids)，鞘脂类(sphingolipids)，孕烯醇酮脂类(prenolipids)，多聚乙烯类（polyketides）

脂质组学数据库

LIPIDMAPS：http://www.lipidmaps.org/data/structure/index.html

Lipid Bank：http://www.lipidomics.net

Cyber Lipids：http://www.cyberlipid.org

LIPIDAT：http://www.lipidat.chemistry.ohio-state.edu/home.stm

1.在2003年脂质组在下面这篇文章中正式被提出来，

Han, X., & Gross, R. W. (2010). Global analyses of cellular lipidomes directly from crude extracts of biological samples by esi mass spectrometry a bridge to lipidomics. Journal of Lipid Research, 24(3), 1071-9.

2.在2006 年脂质组一篇综述介绍了相关的研究进展

Han, & Xianlin. (2016). Lipidomics for studying metabolism. Nature Reviews Endocrinology.

3.“脂质组学”实际上是“代谢组学”的一个分支。但是，由于脂类代谢(如血浆中约70%的代谢物是脂类) 是动植物的代谢中第一大类，是动植物代谢研究中最为关注的热点，参与能量运输、细胞间的信息通讯与网络调控等生长发育过程中的必需事件。

2019年一篇NC文章介绍了 鸟类飞行机制的退化与能量代谢密切相关。

S Pan, Y Lin, Q Liu, J Duan, Z Lin, Y Wang, (2019)Convergent genomic signatures of flight loss in birds suggest a switch of main fuel .Nature Communications

研究人员在对48个鸟种（8种飞行退化鸟种和40种飞行鸟种）基因组的2.95亿个核苷酸的分析中，确定了两个在飞行退化的鸟类中导致ATGL Ser321Gly和ACOT7 Ala197Val氨基酸变化的趋同位点，而这两个位点之前被认为与飞行退化并无关联。这两个位点分别落在两个脂质代谢关键酶的核心结构域（ATGL, Adipose triglyceride lipase; ACOT7, Acyl-CoA Thioesterase 7）：ATGL通过水解甘油三酯促进脂肪用于能量代谢，而ACOT7通过水解脂酰辅酶A（Acyl-CoA）抑制脂肪用于能量代谢。功能实验表明，Ser321Gly降低了ATGL的脂质水解能力，Ala197Val提高了ACOT7的酰基辅酶A的水解活性。建模仿真表明，在飞行退化的鸟类中，主要的能量来源从脂类转变为碳水化合物。因此，该研究结果表明，生理趋同在飞行退化过程中起着重要作用，改变了“鸟类飞行能力退化主要是形态结构变异特别是翅长变短所导致的”这一流行观点。

飞行退化鸟类趋同进化位点的识别

a）：以美洲短吻鳄为外缘的系统发育树，显示了八种飞行退化鸟种的趋同性。

（b）：对飞行和飞行退化物种进行了分类。将每种动物的平均体重与其平均翼展测量值进行对比。

（c）：飞行和飞行退化物种核苷酸的二维频谱。

（d）：ATGL和ACOT7参与的途径。

（e）、（f）：脂质代谢的主要途径被附上阴影，上面显示了ATGL（e）和ACOT7（f）上代表性核苷酸的有效值，中间显示了氨基酸序列，底部显示了示意图区域。已识别的趋同位点以红色突出显示

  用液相色谱-质谱法测定了三种飞行退化品种（火鸡、鸡和鸵鸟）和三种飞行品种（斑马雀、鹦鹉和鸽子）的酰基辅酶A（a）和乙酰辅酶A（b）的实际丰度，ATGL和ACOT7的模拟结果分别见（c）和（d）。

4. 脂质组在植物的研究以前主要集中在油料作物，现在其他相关基础研究也越来越多。

一篇具体的文章解读：

Title：Alterations in wheat pollen lipidome during high day and night temperature stress

中文题目：小麦花粉脂质体在昼夜高温胁迫下的变化

期刊：plant cell Environment，2018，IF=5.624

1.高温是世界小麦产区的主要非生物胁迫

2.高温胁迫导致小麦籽粒结实率降低的主要原因是花粉性能较差.

3.高温胁迫条件下，脂质代谢变化及其途径中所涉及的酶在花粉中表现出重要作用，但目前还没有研究高温诱导的花粉脂质体变化及其在小麦植株高温适应性中的作用

研究材料：两个材料，耐高温型Ventnor，高温敏感型Karl 92

处理：五个温度梯度处理，HN夜高温(25/24 ℃),HD日高温(35/15  ℃), HDN日夜高温(35/24  ℃)正常温度OT ，每个材料5个生物学重复，两个年份重复

技术平台：qTrap

结果：

1.ESI-MS / MS方法量化了总共89种脂质分析物，包括糖脂，磷脂，甘油脂等

2.花粉中胞外磷脂的组成与叶片中不同，花粉中34：3和36：6，叶片中34：2，36：5

3.高温导致花粉中多不饱和脂质含量减少，低不饱和脂质含量增加。

4.小麦花粉中PC和PE呈负相关，高温条件下，这些植物叶片的PC:PE比值也较高。

5.相关性分析发现，为了适应温度升高，ER合成磷脂的代谢的变化

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