新延伸酶基因以及制备多不饱和脂肪酸的方法技术

本发明专利技术涉及具有序列ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：３、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５和ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：７中所述序列的新延伸酶基因或它们的同系物、衍生物或类似物，涉及包含该基因或其同系物、衍生物或类似物的基因构建体，并涉及其用途。本发明专利技术也涉及包含具有序列ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：３、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５和ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：７的延伸酶基因或其同系物、衍生物或类似物的载体或转基因生物体。本发明专利技术进一步涉及延伸酶基因单独或与其它的延伸酶和／或其它的脂肪酸生物合成基因联合的用途。本发明专利技术涉及具有序列ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１的新延伸酶基因或其同系物、衍生物和类似物。进一步地，本发明专利技术涉及制备多不饱和脂肪酸的方法，并涉及将ＤＮＡ导入产生大量油类且尤其是产生大量高含量不饱和脂肪酸的生物体的方法。而且，本发明专利技术涉及具较高含量的有至少两个双键的不饱和脂肪酸的油类和／或脂肪酸制品，和／或具较高含量的有至少两个双键的不饱和脂肪酸的三酰基甘油制品。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有序列SEQ ID NO1、SEQ ID NO3、SEQ ID NO5、SEQ ID NO7、SEQ ID NO9和SEQ ID NO11中所示序列的新延伸酶基因或它们的同系物、衍生物或类似物，涉及包含该基因或其同系物、衍生物和类似物地基因构建体，并涉及其用途。本专利技术也涉及包含序列SEQ IDNO1、SEQ ID NO3、SEQ ID NO5、SEQ ID NO7、SEQ ID NO9和SEQ ID NO11的延伸酶基因或其同系物、衍生物和类似物的载体或转基因生物。本专利技术还涉及延伸酶基因序列单独使用或与其它的延伸酶和/或其它的脂肪酸生物合成基因联合使用的用途。本专利技术涉及具有序列SEQ ID NO1的新延伸酶基因或其同系物、衍生物和类似物。进一步地，本专利技术涉及制备多不饱和脂肪酸的方法，并涉及将DNA导入产生大量油类，且尤其是产生具有高含量不饱和脂肪酸的油类的生物体的方法。而且，本专利技术涉及具有较高含量多不饱和脂肪酸(具有至少两个双键)的油和/或脂肪酸制品，和/或具有较高含量多不饱和脂肪酸(具有至少两个双键)的三酰基甘油制品。
技术介绍
在细胞中天然存在的代谢过程的某些产物和副产物可用于大范围的工业中，包括动物饲料工业、食品工业、化妆品工业和制药工业。这些分子(统称为“精细化学品”)也包括脂类和脂肪酸，其中多不饱和脂肪酸构成了一类实例。将多不饱和脂肪酸(PUFAs)例如加至儿童的配方中，以增加配方的营养价值。例如PUFAs对人血液中的胆固醇水平具有积极的作用，并因此适用于抗心脏疾病的保护。可从动物源(如鱼)或微生物分离精细化学品和多不饱和脂肪酸(PUFAs)。培养这些微生物使得一种或多种目标分子可大量产生并被分离。特别适于制备PUFAs的微生物为微生物(例如破囊壶菌(Thraustochytria)或Schizochytria菌株)、藻类(例如三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)或隐甲藻类(Crypthecodinium))、纤毛虫纲(Ciliata)(例如棘尾虫(Stylonychia)或豆形虫属(Colpidium))、真菌(例如被孢霉属(Mortierella)、虫霉属(Entomophthora)或毛霉菌属(Mucor)。已通过菌株筛选开发了一些微生物的突变菌株，它们可产生一系列所希望的化合物，包括PUFAs。但筛选对某种分子具有提高产量的菌株是一个费时且艰苦的过程。同时存在的不足之处是实际上只有特定的不饱和脂肪酸，或只有特定的脂肪酸谱可由定义的微生物产生。作为可供选择的方法，精细化学品适于通过植物的生产大规模生产，其中所述植物已开发为可产生上述PUFAs。尤其适用于该目的的植物为油料作物，其含有大量的脂类化合物，例如油料种子油菜、芸苔、亚麻籽、大豆、向日葵、琉璃苣和月见草。但正如在本专利技术详述中所提到的那样，含有油类或脂类和脂肪酸的其它作物也很适用。常规的植物育种已导致了对一系列产生所希望的脂类和脂肪酸、辅因子和酶的突变植物的开发。但筛选对某种分子具有提高产量的新植物品种是一个费时且艰苦的过程，或者如果该化合物在所讨论的植物中为非天然存在的话，例如当化合物为多不饱和C20-脂肪酸和C22-脂肪酸和那些具有较长碳链的多不饱和脂肪酸时，筛选甚至是不可能的。专利技术概要本专利技术提供了新核酸分子，其适用于鉴定和分离PUFA生物合成的延伸酶基因，且其可用于油类、脂肪酸、脂类、脂类衍生的化合物的修饰，且最优选地，其可用于制备多不饱和脂肪酸，因为对编码参与不饱和脂肪酸生物合成的酶的新基因仍有大的需求，并且新基因可使这些酶以工业规模制备成为可能。具体地说，人们需要可使多不饱和脂肪酸的延伸变为可能的脂肪酸生物合成酶，其中所述多不饱和脂肪酸优选地在分子中具有两个或多个双键。本专利技术的核酸编码具有这种能力的酶。微生物(如褐指藻、豆形虫属、被孢霉属、虫霉属、毛霉菌属、隐甲藻类)以及其它藻类、真菌和植物，尤其是油料作物，通常用于工业上大规模生产大量的精细化学品。只要克隆载体和技术可用于对上述微生物和纤毛虫纲的遗传操作(正如在WO 98/01572和WO 00/23604中所公开的)，或可用于对藻类及相关生物，如三角褐指藻的遗传操作(描述见Falciatore等人，；和Dunahay等人，以及它们所引用的文献)，那么本专利技术的核酸分子可用于对这些生物体进行重组修饰，使得它们成为一种或多种精细化学品尤其是不饱和脂肪酸的更好或更有效的生产者。精细化学品的这种提高的生产率或生产效率可由操作本专利技术的基因的直接作用引起或由这种操作的间接作用引起。藓类植物和藻类是仅知的产生相当量的多不饱和脂肪酸如花生四烯酸(＝ARA)和/或二十碳五烯酸(＝EPA)和/或二十二碳六烯酸(＝DHA)的植物体系。藓类植物在其膜脂中含有PUFAs，而藻类、藻类相关生物和一些真菌也在三酰基甘油部分中积聚了相当量的PUFAs。因此，从此类也在三酰基甘油部分中积聚PUFAs的种系中分离的核酸分子尤其适用于修饰宿主的脂类和PUFA的产生体系，其中所述宿主尤其是为微生物(例如上述微生物)和植物(例如油料作物，如油料种子油菜、芸苔、亚麻籽、大豆、向日葵、琉璃苣、蓖麻油植物、油棕、红花(carthamus tinctorius)、椰子、花生或可可豆)。而且，来自积聚三酰基甘油的微生物的核酸分子可用于其它种类中此类DNA序列和酶的鉴定，其中所述此类DNA序列和酶适于修饰所讨论的生物体中PUFA前体分子的生物合成。在三酰基甘油中积聚PUFAs(如ARA、EPA或DHA)的微生物尤其为如寇氏隐甲藻(Crypthecodinium cohnii)和破囊壶菌类的微生物。就系统发生而言，破囊壶菌也与Schizochytria种系密切相关。即使这些生物与藓类植物如剑叶藓(Physcomitrella)为非密切相关，仍可观察到DNA序列以及尤其是在多肽水平的序列相似性可达到如下程度，也就是说即使就进化而言DNA分子来自亲缘关系远的微生物，但在异源杂交实验、序列排列和应用聚合酶链反应的实验中仍可鉴定、分离和功能鉴定DNA分子。尤其是可推导出契合序列，其适用于在第三种类中进行异源筛选或基因功能的功能互补和预测。鉴定这些功能(例如预测酶的底物特异性)的能力因此相当重要。而且，这些核酸分子可作为参照序列，用于绘出相关的基因组图谱或用于推导出PCR引物。新核酸分子编码本专利技术上下文中称为PUFA-特异性延伸酶(＝PSEs或单数PSE)的蛋白质。这些PSEs例如可发挥以下的作用参与脂类或脂肪酸合成所需的化合物如PUFAs的代谢(如生物合成或分解)，或参与一种或多种脂类/脂肪酸组合物转运入细胞或转运出细胞的跨膜转运。该新申请较详细显示了此类新延伸酶基因的分离。我们首次分离了适用于产生长链多不饱和脂肪酸的延伸酶基因，其来自于在三酰基甘油部分中含高含量PUFAs的典型生物，其中所述长链多不饱和脂肪酸优选脂肪酸的碳骨架具有多于18或20个碳原子和/或在碳链中具有至少2个双键。这意味着单数时表示一种PSE基因或PSE蛋白质，或复数时表示多种PSE基因或PSE蛋白质。其它公知的专利申请和出版物公开了或显示了无功能活性的PSE基因，即使存在显示对短的或中等链长度的饱和脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离的核酸，其来自植物或藻类并编码对脂肪酸分子中具有至少两个双键的Ｃ↓［１６］－、Ｃ↓［１８］－或Ｃ↓［２０］－脂肪酸延伸至少两个碳原子的多肽。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：E海因茨，T灿克，U策林格，J莱尔希尔，A伦次，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]