[發明專利]缺刻緣綠藻溶血磷脂酸酰基轉移酶基因及其應用

有效

• 申請號: 201810338650.5
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108531491B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 周志剛;常依娜;包虹
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: C12N15/54
• 分類號: C12N15/54;C12N9/10;C12N15/82;A01H5/00
• 代理公司: 上海卓陽知識產權代理事務所(普通合伙) 31262
• 代理人: 巫蓓麗

本發明涉及缺刻緣綠藻溶血磷脂酸酰基轉移酶(LPAAT)基因及其應用。本發明克隆了缺刻緣綠藻LPAAT這個被認為是TAG合成的關鍵酶的基因，并命名為MiLPAAT。進一步構建了MiLPAAT的原核表達載體，經轉化大腸桿菌BL21并誘導培養后，純化獲得重組表達的MiLPAAT成熟蛋白，體外酶活性檢測和酶催化反應產物的薄層色譜結果顯示，重組的MiLPAAT成熟蛋白可以將LPA合成為PA，表明MiLPAAT編碼的蛋白具有LPAAT的功能，能將LPA催化合成為PA，后者沿著肯尼迪途徑，在藻細胞中可進一步被合成為TAG。本發明為利用MiLPAAT基因在糧油作物中過表達以增加三酰甘油的產量奠定了基礎。

技術領域

本發明涉及生物能源和植物生物技術領域，具體地說，涉及一種缺刻緣綠藻溶血磷脂酸酰基轉移酶(LPAAT)的基因及其應用。

背景技術

目前，各種礦產資源如煤、石油、天然氣等，隨著不斷的開發和利用而逐漸耗盡，人類急需尋找新的能源，特別是可再生能源。科學家認為生物乙醇和生物柴油是兩個重要的液體生物燃料，并且有可能通過大規模生產生物質來替代石油類燃料。生物柴油由于其具有來源比較廣泛、可以降解、熱值高及對環境比較友好等優點，已經成為世界各國開發新能源的一個熱點。其中，微藻因含油量高、其養殖可不占用耕地并能與廢水處理相結合等特點，利用微藻制備生物柴油也成為科學家越來越關注的焦點。不同種類微藻合成三酰甘油(triacylglycerol，TAG)的能力不同。研究發現，綠藻、硅藻等真核微藻的油脂含量比較高，有希望成為生產生物柴油的可開發資源。缺刻緣綠藻(Myrmecia incisa Reisigl H4301)是一種淡水單細胞微藻，隸屬綠藻門(Chlorophyta)。該藻能大量積累TAG，尤其是在缺氮條件下，是潛在的生產微藻生物柴油藻種。

植物及微藻油脂的主要成分是甘油三脂肪酸酯，該物質又被稱為三酰甘油，即TAG，它是一種中性脂，在植物及藻類的生長與發育中起著重要作用。TAG的從頭合成是沿著肯尼迪(Kennedy)途徑，即在內質網上經3種酰基轉移酶的先后作用，脂肪酸逐步添加在甘油-3-磷酸的骨架上而形成的(Cao et al.，2006；Baral et al.，2012)。這3種酰基轉移酶分別為甘油-3-磷酸酰基轉移酶(glycerol-3-phosphate 1-acyltransferase，GPAT)、溶血磷脂酸酰基轉移酶(lysophosphatidic acid acyltransferase，LPAAT)和二酰甘油酰基轉移酶(diacylglycerol O-acyltransferase，DGAT)。其中，LPAAT能將脂肪酸-CoA添加到溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid，LPA)甘油骨架的sn-2位，從而生成磷脂酸(phosphatidic acid，PA)。其產物PA，一方面可用于沿著肯尼迪途徑繼續合成TAG，另一方面可用于合成膜磷脂類物質(Weselake et al.，2009)。因而，LPAAT基因是油脂合成的關鍵基因。