星油藤FAD3的N端序列对α-亚麻油酸累积的影响

植物脂肪酸脱饱和酶3(FAD3)是催化亚麻油酸(ALA)合成的关键功能酶。本研究通过对7种油料植物(其种子ALA含量显著不同)FAD3氨基酸序列进行比对发现,不同物种FAD3氨基酸N端序列变化较大,所带净电荷数也有较大的差异。利用小桐子(其种子不累积ALA)FAD3(JcFAD3)和星油藤FAD3(PvFAD3)核酸序列N端的置换,本研究获得了2个新的序列JcFAD3/Pv FAD3和Pv FAD3/JcFAD3。进一步在酵母中表达,发现JcFAD3在酵母系统中具有更高的催化活性,而且在30℃条件下N端序列置换不影响JcFAD3和Pv FAD3酶的脱饱和活性。在20℃条件下培养转化酵母菌株,发现含有星油藤Pv FAD3的N端序列的转化菌株能累积更高的ALA。结果显示在较低的温度下,Pv FAD3的N端序列可能因为富含酸性氨基酸(带负电荷),延缓了蛋白的泛素化降解过程,从而促进了ALA的合成。本研究对理解低温促进星油藤种子ALA累积的生理机制提供了新的依据。