[發(fā)明專利]微孔草Δ6?脂肪酸脫飽和酶MsD6D基因家族及其重組表達(dá)載體和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410657684.2
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104357464B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柴友榮;柴成燕;付春;韓發(fā);王瑞;練劍平;馬赑;周雪榮
• 申請（專利權(quán)）人: 西南大學(xué)
• 主分類號: C12N15/53
• 分類號: C12N15/53;C12N9/02;C12N15/82;A01H5/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11275
• 代理人: 王貴君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基因工程領(lǐng)域，具體涉及微孔草△6-脂肪酸脫飽和酶MsD6D基因家族，還涉及MsD6D基因家族的重組表達(dá)載體和應(yīng)用。

背景技術(shù)

多不飽和脂肪酸(Polyunsaturated Fatty Acids，PUFA)是在碳原子之間含有兩個以上雙鍵的不飽和脂肪酸，其代謝途徑是以亞油酸(Linoleic acid,LA；C18:3Δ^9,12,n-6)為初始底物，在一系列脂肪酸脫飽和酶(脂肪酸脫氫酶)和脂肪酸延伸酶的催化下，先后生成γ-亞麻酸(γ-linolenic acid，GLA；C18:3Δ^6,9,12,n-6)、α-亞麻酸(α-linolenic acid,ALA；C18:3Δ^9,12,15,n-3)、十八碳四烯酸(stearidonic acid,SDA,octadecatetraenoic acid,OTA,C18:4Δ^6,9,12,15,n-3)、雙高γ-亞麻酸(DHLG)、花生四烯酸(ARA)、二十碳五烯酸(EPA,n-3)、二十二碳五烯酸(DPA)、二十二碳六烯酸(DHA,n-3)等長鏈多不飽和脂肪酸(LC-PUFAs)或超長鏈多不飽和脂肪酸(VLC-PUFAs)。

PUFA能促進(jìn)生長發(fā)育，調(diào)節(jié)人體的脂質(zhì)代謝，還能治療和預(yù)防心腦血管疾病，同時具有免疫調(diào)節(jié)、抗癌、延緩衰老等重要的生理功能，對人類健康起到非常重要的作用。Ω3(n-3)系列脂肪酸對人體具有重要生理功能，其中ALA是n-3PUFA(EPA、DHA)合成前體；EPA是一類重要的多聚不飽和脂肪酸化學(xué)信使物，在免疫和炎癥反應(yīng)上起至關(guān)重要的作用；DPA是生成DHA的中間產(chǎn)物，對冠心病具有潛在的抑制作用；DHA是視網(wǎng)膜正常發(fā)育和發(fā)揮其正常功能所必需的，大腦和神經(jīng)組織中DHA含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于機體其他組織，對神經(jīng)功能發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。Ω6(n-6)系列脂肪酸對人體也具有重要生理功能，其中GLA是組成人體各組織生物膜的結(jié)構(gòu)材料，也是合成前列腺素的前體，GLA水平的不足可導(dǎo)致體內(nèi)機能的紊亂，引起某些疾病，如糖尿病、高血脂等。

△6-脂肪酸脫飽和酶(Δ6 fatty acid desaturase，D6D)是一種多功能酶，也是PUFA生物合成途徑經(jīng)第一步限速酶，它能夠以LA為底物催化合成GLA，也能夠以ALA為底物催化合成SDA，據(jù)報道在它哺乳動物中還能夠催化以24C-PUFA為底物的生化反應(yīng)。

理論上人體只需要通過食物等途徑攝入足夠的LA和ALA，就可以利用人體自身的D6D等酶系統(tǒng)將它們分別合成為GLA和EPA、DHA，但殘酷的現(xiàn)實是人體D6D活性很低而且易被多種環(huán)境因素(如膳食中的脂肪)所抑制。這就導(dǎo)致人體即使攝入了足夠的底物L(fēng)A和ALA，但合成GLA、EPA、DHA的水平依然嚴(yán)重不足，因此需要直接攝入GLA、EPA、DHA等來補充其不足。

GLA作為人體內(nèi)必需的不飽和脂肪酸，成年人每日需要量約為36mg/kg。傳統(tǒng)補充人體EPA和DHA的主要途徑是深海魚油，魚油中的PUFA實際上是魚通過取食藻類物等而富集在體內(nèi)的，該種方式受到魚類資源量的極大限制，來源極為有限，缺乏可持續(xù)性，且工藝復(fù)雜，成本高，價格昂貴。最近的研究表明，人體能夠利用攝入的SDA迅速而有效地合成為EPA，進(jìn)一步合成DHA，其效果雖然比直接攝入EPA和DHA略差，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)比攝入ALA的效果好得多，可以有效解決人體EPA和DHA不足的問題。因此，直接補充EPA和DHA的方式完全可以由補充SDA的方式所取代。研究發(fā)現(xiàn)，不僅一些真菌和藻類物種中能夠合成SDA，而且少數(shù)植物也能夠合成SDA，紫草科(Boraginaceae)特別是藍(lán)薊屬(Echium)植物、少數(shù)報春花屬(Primula)植物的種子油脂中富含SDA，原因是它們的D6D酶能夠有效利用ALA生成SDA，其它植物中SDA的情況以及D6D酶對ALA底物的利用效率問題則有待研究。