前沿丨我校动科院刘文斌教授团队揭示亚油酸激活5-LOX的分子机制

2024-02-26 来源:动物科技学院(含无锡渔业学院) 作者:曹秀飞 图片:

近日,南京农业大学动物科技学院刘文斌教授团队在国际权威学术期刊Redox Biology在线发表了最新研究成果,题为“Excessive linoleic acid induces muscle oxidative stress through 5-lipoxygenase-dependent peroxidation”https://doi.org/10.1016/j.redox.2024.103096),以河蟹为研究对象,揭示了亚油酸诱导动物肌肉氧化应激产生醛类等风味物质的分子机制。

中华绒螯蟹,俗称河蟹,是我国重要的特种经济水产养殖品种之一。其味道鲜美、肉质细嫩,风味独特,既满足了消费者对优质健康食品的要求,也是农业增收的重要经济动物。随着其养殖产业逐渐成熟,河蟹配合饲料的研发与应用已经成为产业的重点和必然趋势。目前,中华绒螯蟹育成期养殖仍以幼杂鱼、玉米等为主,经调研,目前中华绒螯蟹后期配合饲料的应用不足40%,严重制约了河蟹产业的规模化和产业化。探究配合饲料对河蟹生长、发育、风味是水产营养重要研究方向。亚油酸(LA)是河蟹人工配合饲料重要营养素,在调控河蟹生长和风味品质过程中发挥关键作用,然而亚油酸及其次级代谢产物会导致醛类等风味物质生成,但其机制尚不清楚。

本研究发现当河蟹摄食高水平LA时会导致肌肉氧化应激发生,通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)方法分析发现,LA过氧化产生的己醛、2-己醛和壬醛是导致氧化应激发生的主要代谢物,同时我们首次确定了5-脂氧合酶(5-LOX)是催化LA过氧化的关键酶,并在大鼠、小鼠肌细胞系和果蝇细胞系上进行了验证。在机制上,环腺苷单磷酸(cAMP)-蛋白激酶A (PKA)途径的激活促进了5-LOX从细胞核向细胞质的转移,催化LA过氧化产生C6C9醛类,进而导致肌肉氧化应激。

在本研究中,LA过氧化产生的己醛、2-己醛和壬醛是典型肉类风味化合物,己醛具有类似青草的清香气味,2-己烯醛具有绿色植物的清甜香味,壬醛与黄瓜的清甜香味形成有关,由此可见日粮亚油酸可以增加清甜香味醛类物质的合成,这也为后续研究河蟹风味品质奠定基础。

该成果以南京农业大学钟山青年研究员曹秀飞博士为第一作者,南京农业大学水产养殖团队蒋广震教授和刘文斌教授为共同通讯作者。博士生郭慧星、戴永军博士、张定东教授、李向飞副教授、博士生黄洋洋和王曦、硕士生华皓坤、王建峰和陈可可、迟骋副教授和青年教师刘恒彤参与了本研究。该研究得到了“十四五”国家重点研发计划和江苏省现代农业(河蟹)产业技术体系项目的支持。

审核:吴峰 赵烨烨

校对:谷雨

编辑:胡晓璐

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