[发明专利]利用△6－去饱和酶生产γ亚麻酸

说明书

亚油酸(18∶2)(LA)经Δ6-去饱和酶的作用转变成γ亚麻酸(18∶3)(GLA)。当Δ6-去饱和酶或者是编码这种酶的核酸被转入到产LA的细胞中后即可产生GLA。本发明提供了含有Δ6-去饱和酶基因的核酸。更具体地说，本发明的核酸包括Δ6-去饱和酶基因的启动子、编码区和终止区。本发明进一步还涉及含有与异源调节顺序进行功能性结合的Δ6-去饱和酶编码区的重组构建体。本发明的核酸和重组体构建体可用在转基因生物体中生产GLA。

不饱和脂肪酸，如亚油酸(C₁₈Δ9，12)和α-亚麻酸(C₁₈Δ9，12，15)是每日食物摄入的必需成分，它不能被脊椎动物自身合成，因为脊椎动物细胞只能在脂肪酸的Δ9位置引入双键，但不能在Δ9双键和脂肪酸链的甲基末端之间引入另外双键。亚油酸和α-亚麻酸是其它产物的前体，所以它们是必需脂肪酸，并且通常是从植物中获取。亚油酸可以由哺乳动物转变为γ-亚麻酸(GLA，C₁₈Δ6，9，12)，再转变为花生四烯酸(20∶4)。花生四烯酸是一种相当重要的脂肪酸，因为它是大多数前列腺素必不可少的前体。

通过转变为GLA和花生四烯酸，亚油酸食品中满足了食物中的GLA和花生四烯酸的需要。然而，已经证明了饱和脂肪酸的消耗和疾病的发生如高胆固醇血症、粥样硬化以及与冠脉疾病易感性相关的化学物质紊乱之间的关系。而消耗不饱和脂肪与血胆固醇的降低有关，患粥样硬化的危险性就减小。GLA饮食的治疗性优点来自于GLA可作为花生四烯酸的前体，继而有助于前列腺素的合成。因此，更多的不饱和的GLA而不是亚油酸将益于健康，但是，在任何商业性生产的谷类植物中实际上都不存在GLA。

亚油酸在Δ6-去饱和酶的作用下转变为GLA。Δ6-去饱和酶具有约359个氨基酸，有一个膜结合区和一个脂肪酸去饱和作用的活化位点。当Δ6-去饱和酶转入一个本身只产生亚油酸而不产生GLA的细胞中时，该细胞就可以产生GLA。本发明通过提供Δ6-去饱和酶的基因编码，产生含有功能性Δ6-去饱和酶并产生GLA的转基因生物体。除了产生大量的GLA外，本发明还提供了新的GLA饮食来源。

本发明涉及一种被分离的Δ6-去饱和酶基因，具体地说，这种被分离的基因含有Δ6-去饱和酶启动子、编码区和终止密码区。

本发明还涉及含有Δ6-去饱和酶启动子、编码区、终止密码区的表达载体。

本发明还涉及包括Δ6-去饱和酶编码区与外源调节区即非源于Δ6-去饱和酶基因的单元进行功能性结合的表达载体。

本发明还提供含有本发明载体的细胞和生物体以及这类生物体的子代。

本发明还提供了被分离的细菌性Δ6-去饱和酶，进一步还涉及被分离的编码细菌性Δ6-去饱和酶的核酸。

本发明提供了产生增高γ-亚麻酸(GLA)含量的植物的方法，通过用本发明的分离的核酸转化植物细胞，以及用上述高GLA含量的植物细胞再生植物。

本发明提供了一种产生耐寒植物的方法。

图1描绘了集胞藻属菌(synechocystis)Δ6-去饱和酶(图1A)和Δ12-去饱和酶(图1B)的推测氨基酸顺序的水疗法图。用实线表示推测的膜距区(membrane spanning regions)。用19个氨基酸残基的窗格大小计算疏水指数(kyte，et al，1982，J.Molec.Biol.157)。

图2表示野生型鱼腥藻属细菌(图2A)和转基因鱼腥藻属细菌(图2B)的气液色谱图。

图3是带有重叠区和亚克隆的粘性质粒cSy75、cSy13和cSy7的简图。cSy75、cSy75-3.5和cSy7的亚克隆的起始点用带斜条的框线表示。还未被活化的限制性位点写在括号内。

图4表示野生型(图A)和转移基因型烟草(图B)的气液色谱图。