紫苏脂肪酸硫酯酶基因PfFatA生物信息学及其表达特性分析

为研究脂肪酸硫酯酶A(FatA)在紫苏脂肪酸合成机制中发挥的作用,对紫苏FatA基因及其编码的蛋白质进行生物信息学分析。结果表明,PfFatA基因cDNA全长1 652 bp,开放阅读框1 119 bp,编码372个氨基酸;紫苏FatA基因编码的蛋白质为亲水性不稳定蛋白,无跨膜区域;含Acyl-ACP_TE保守结构域,属于Hotdog fold超蛋白家族;多序列比对结果发现,序列C端含有保守的三联肽AKL和SKV结构;系统进化树分析表明,紫苏与丹参亲缘关系较近。通过Real-time PCR分析得知,PfFatA在紫苏根、茎、叶、花和种子不同发育时期均有表达,其中,在种子发育初期表达量最高。该研究结果可为进一步阐明PfFatA基因的功能及作用机制奠定基础。

植物中短碳链脂肪酸的产生及其在油菜基因工程中的应用

中短链脂肪酸在工业、医药、能源方面有广泛的用途,靠天然植物物种提取远远不能满足目前的需求。利用植物基因工程技术,用油菜生产中短链脂肪酸已成为目前的发展趋势。本文从中链脂肪酸的种质资源,相关基因的分离及克隆,以及转基因油菜产生中短碳链脂肪酸等几方面介绍了植物中链脂肪酸产生及在油菜基因工程中的发展现状。

优化硫酯酶表达提高大肠杆菌脂肪酸乙酯的生物合成效率

利用基因工程大肠杆菌直接从头生物合成脂肪酸乙酯(生物柴油)的相关研究引起了国内外研究人员的广泛关注。在本课题组已经构建的能够从头合成脂肪酸乙酯的大肠杆菌菌株KC3的基础上,通过替换表达不同来源的硫酯酶,发现表达来源于香樟树的硫酯酶Cc FatB1基因能够提高脂肪酸乙酯产量。进一步通过共表达Cc FatB1和大肠杆菌硫酯酶tesA’基因,以及启动子优化,获得了高产脂肪酸乙酯工程菌株KC4。KC4菌株在摇瓶条件和发酵条件下的单位生物量脂肪酸乙酯产率分别为21.4 mg/(L OD600)和31.16 mg/(L OD600)。该工程菌株的构建进一步提高了脂肪酸乙酯产量,显示了通过基因工程改造大肠杆菌从头合成生物柴油的应用潜力。

拟南芥硫酯酶基因在毕赤酵母中的表达

硫酯酶在生物体内能催化水解脂酰酰基载体蛋白和饱和脂肪脂酰链,对中链脂肪酸(Medium chain fatty acids,MCFAs)的积累起着关键作用。为获得具有生产中链脂肪酸能力的工程菌,以拟南芥c DNA为模板,PCR扩增得到其脂酰-ACP硫酯酶基因At Fat A,经Eco RⅠ/XbaⅠ双酶切后连接至同样双酶切的质粒中,获得重组质粒p PICZαA-At Fat。将重组质粒电击转入毕赤酵母GS115中,通过Zeocin抗性筛选,挑选出阳性克隆子并摇瓶发酵诱导,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析获得明显目的蛋白条带,首次成功构建At Fat A的真菌表达系统。气质联用法检测发酵产物胞外游离脂肪酸,发现毕赤酵母At Fat A重组菌株比起始GS115菌株胞外游离MCFAs(主要是辛酸)产量增加51%,MCFAs产量占胞外总脂肪酸产量的28.7%,而野生菌中这一比例仅有18.1%,这为日后生产安全无毒害的MCFAs探索了一条新的途径。