[發明專利]編碼甘油－3－磷酸酰基轉移酶的DNA鏈

無效

• 申請號: 96196909.1
• 申請日: 1996-07-03
• 公開（公告）號: CN1196085A
• 公開（公告）日: 1998-10-14
• 發明（設計）人: S·費里;戶粟敏博
• 申請（專利權）人: 麒麟麥酒株式會社
• 主分類號: C12N15/00
• 分類號: C12N15/00;C12N9/10;A01H5/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 盧新華,齊曾度

技術領域

本發明涉及DNA鏈，該DNA鏈具有菠菜(Spinacea?oleraceaL.)和南瓜(Cucurbita?moschata?Duch.)所產生的2種甘油-3-磷酸酰基轉移酶(以下稱作ATase)間所形成的嵌合體ATase的生物工程學生產能力。

技術背景

構成植物生物膜的脂質在外界溫度降低的時候會從液晶態變為固態。與此相伴生物膜的性質也產生變化。固態時生物膜失去物質透過的選擇性，因此無法完成其原有的功能，對細胞造成傷害。脂質中磷脂酰甘油(以下稱作PG)從液晶態變成固態時溫度高，屬高溫時易固化的脂質。由于PG性質的不同，生物膜的溫度敏感性有很大的變化。至于PG的易固性是由構成它的脂肪酸的種類決定的。脂肪酸向甘油-3-磷酸的轉移是葉綠體的G-3-P酰基轉移酶(以下稱作ATase)的作用而進行的。也就是說ATase催化脂肪酸和酰基載體蛋白(以后稱作ACP)復合體的脂肪酸部分向G-3-P轉移的反應。

植物中脂肪酸的合成在專門的葉綠體中進行，作為ATase底物的脂肪酸和ACP的復合體主要有棕櫚酰-ACP(以下稱作16：0-ACP)及油酰-ACP(以下稱作18：1-ACP)兩類。ATase選擇哪種底物是由它自身的性質，即ATase的底物選擇性所決定的。在多種植物中研究調查了ATase的底物選擇性。例如，菠菜和豌豆等耐低溫植物中的ATase對18：1-ACP的選擇性較高，這些植物的PG在較低溫度下也呈液晶態〔歐洲生化雜志(Eur.J.Biochem.129(1983)629-636)〕。與此不同的是，象南瓜等低溫敏感性植物中的ATase不區別16：0-ACP和18：1-ACP，各種脂肪酸幾乎以相同的比例進行轉移，因此南瓜的PG在較高的溫度下仍呈固態(以后進行詳述)。另外，在測定底物選擇性的時候，無論用脂肪酸硫酯、ACP和CoA(輔酶A)中的哪一個均能檢測其選擇性〔植物生理學(Plant.Physiol.83(1987)676-680〕)。

耐低溫植物的ATase中已知其全部氨基酸序列的只有擬南芥((特開平4-011891號公報)特願平2-4782號說明書)、豌豆〔植物分子生物學(Plant.Mol.Biol.17(1991)1067-1076)〕及本發明人闡明的菠菜(WO?95/14094(國際申請PCT/JP94/01956號)。

將耐低溫植物擬南芥和低溫敏感性植物南瓜的ATase基因，根據遺傳工程學基因重組的方法重組到溫度敏感性位于中間程度的煙草中，這樣煙草的溫度敏感性就可在比擬南芥更耐低溫，比南瓜更好的低溫敏感性間變化(特表平6-504439號公報(特願平4-502792號說明書)。

發明公開

已知菠菜ATase對不飽和脂肪酸酯(18：1-ACP)的底物選擇性要高于豌豆和擬南芥。另外，有關于其它無耐低溫性植物中ATase氨基酸序列的報道。如果能在給予低溫敏感性植物耐冷性能的基礎上，制備出一種基因，它對18：1-ACP的選擇性比目前已知的植物高，然后把該基因導入植物，預期能付予植物更強的耐冷性能。

本發明提供DNA鏈，它具有使膜脂質所變得更具耐冷性能而應用的ATase的生物工程學生產能力。

本發明比較了代表性的耐低溫植物菠菜和低溫敏感性植物南瓜的DNA及氨基酸序列，把二者的基因進行連接，制成混合的基因(嵌合體基因)這樣可得到以不飽和脂肪酸酯為底物進行反應的反應性比菠菜中天然存在的ATase更高的嵌合體ATase基因。本發明就是在上述基礎上完成的。

本發明的具有甘油-3-磷酸酰基轉移酶生物工程學生產能力的DNA鏈，其特征在于它具有編碼有甘油-3-磷酸酰基轉移酶活性的多肽的堿基序列，基本上氨基酸序列為序列號1，2，3，4或5中所示氨基酸序列。

將本發明的DNA鏈導入不同植物，使之表達，改變其PG的性質，在優選條件下可得到菠菜等耐冷型植物，或比它更耐冷的植物，也就是說可得到耐低溫型植物。將DNA鏈導入植物使之表達的技術是已在煙草、矮牽牛、菊花、石竹花、土豆、稻等多種植物中所實際應用的常規技術。

本發明還涉及轉化植物及其制備方法，即本發明的轉化植物及其制備方法將在下面論述。

該植物的特征在于：將上述DNA進行重組、并表達該DNA，可產生甘油-3-磷酸酰基轉移酶，由此與脂質結合的脂肪酸中不飽和脂肪酸的含量與原本的組成相比就產生了變化。