高山被孢霉中二酰甘油酰基转移酶2同源基因的克隆、表达和活性分析

[背景]高山被孢霉(Mortierella alpina)是一种可积累大量花生四烯酸(Arachidonic Acid,AA)的产油丝状真菌,其所产脂肪酸主要被组装到甘油骨架上以三酰甘油(Triacylglycerol,TAG)形式存在.二酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerol Acyltransferase,DGAT)是TAG生物合成途径的关键酶,对于高山被孢霉TAG的生产具有重要意义.[目的]通过探究高山被孢霉DGAT2在TAG生物合成方面的功能特点,以期为提高产油真菌的TAG产量及改善TAG的脂肪酸组成提供参考.[方法]利用序列比对在高山被孢霉ATCC 32222基因组中筛选出2个编码DGAT2的候选基因MaDGAT2A/2B,在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中异源表达后进行功能分析,并在外源添加AA条件下通过检测TAG产量进一步分析MaDGAT2A/2B的活性,最后在高山被孢霉中同源过表达MaDGAT2A/ 2B,通过检测重组菌总脂肪酸产量及组分以分析MaDGAT2A/2B的体内活性.[结果]MaDGAT2A在S.cerevisiae中异源表达时,重组酵母菌TAG的产量达到细胞干重的3.06％,为对照组的4.91倍;而MaDGAT2B未明显提高重组酵母菌TAG的产量.在外源添加AA时,MaDGAT2A/2B均可显著促进重组酵母菌中TAG合成,表达MaDGAT2A的重组酵母菌TAG含量为对照组的3.67倍,表达MaDGAT2B的重组酵母菌TAG含量为对照组的2.61倍.MaDGAT2A/2B在高山被孢霉中过表达对其总脂肪酸产量无显著影响,但可显著提高总脂肪酸中AA的含量,AA占总脂肪酸比例最高达到39.15％,相比对照组提高16.14％.[结论]MaDGAT2A/2B可以参与TAG的生物合成,表明2个候选基因编码的蛋白具有DGAT活性,并且可提高高山被孢霉脂肪酸中AA的含量,对于改善产油真菌的脂肪酸组成从而提高其应用价值具有重要意义.