[发明专利]新的酰基转移酶多核苷酸、多肽、及其使用方法

说明书

本发明提供了一种新的DGAT1蛋白，其与已知DGAT1蛋白相比(特别是来自植物的已知的DGAT1蛋白)具有改善的性能。本发明的新的DGAT1蛋白可以在细胞中表达以提高细胞脂质积聚。本发明的DGAT1蛋白在细胞中的表达使得脂质水平高于申请人检测的任意几种其它的植物DGAT1蛋白。本发明提供了编码新DGAT1蛋白SEQ ID NO:39的多核苷酸、包含该多核苷酸的构建体、细胞、植物部分或子代，以及本发明的多核苷酸和多肽的使用方法。

技术领域

本发明涉及操纵细胞脂质产生和/或细胞脂质组成的组合物和方法。

背景技术

植物油不仅能广泛用于食品工业以及作为饲料成分的一部分，还广泛地用作生物燃料或用于各种保健食品和工业产品的制备中，因此，植物油是一种经济上重要的产品。在植物自身内部，油是对于进行生长发育(特别是在种子萌发和早期植物生长阶段)至关重要的一系列新陈代谢所必需的。考虑到其价值，生物技术领域对提高植物油产生并使其供应更加可持续的研究兴趣愈加增长。

植物油的主要成分为三酰甘油(TAG)。其为油料种子中储存脂质的主要形式以及种子萌发和幼苗发育所需能量的主要来源。通过Kennedy途径的TAG生物合成包括从前体sn-甘油-3-磷酸(G3P)开始的连续酰基化步骤。首先，G3P在由3-磷酸甘油酰基转移酶(GPAT，EC 2.3.1.15)催化的反应中被乙酰CoA酯化形成溶血磷脂酸(LPA)。然后由溶血磷脂酸酰基转移酶(LPAT；EC 2.3.1.51)催化第二酰基化步骤形成磷脂酸(PA)，其为甘油脂生物合成的关键中间体。然后PA由磷脂酸磷酸酶(PAP；EC3.1.3.4)脱磷酸化释放TAG的中间前体sn-1,2-二酰基甘油(DAG)。最后DAG的sn-3位被二酰基甘油酰基转移酶(DGAT：EC2.3.1.20)酰基化形成TAG。

由于最后的催化作用是TAG生物合成中唯一的特有步骤，DGAT被称为指定用于三酰甘油形成的酶。由于DAG位于TAG和膜磷脂生物合成之间的分支点，DGAT可能在调节甘油脂合成途径中TAG的形成起到了决定性作用(Lung和Weselake,2006,Lipids.Dec 2006；41(12):1073-88)。DGAT蛋白有两个不同家族。DGAT蛋白的第一家族(“DGAT1”)与乙酰辅酶A:胆固醇酰基转移酶(“ACAT”)有关，并且在美国申请Nos.6,100,077和6,344,548中有所描述。DGAT蛋白的第二家族(“DGAT2”)与DGAT1无关，并且在2004年2月5日公开的PCT专利公开WO 2004/011671中有描述。DGAT基因及其在植物中的用途的其他参考文献包括PCT公开Nos.WO2004/011,671、WO1998/055,631和WO2000/001,713，以及US专利公开No.20030115632。

DGAT1通常是种子和衰老叶片中主要的TAG合成酶(Kaup等，2002,PlantPhysiol.129(4):1616-26；综述参见Lung和Weselake 2006,Lipids.；41(12):1073-88；Cahoon等，2007,Current Opinion in Plant Biology.10:236-244；以及Li等，2010,Lipids.45:145-157)。

几十年来，提高油料作物(油菜、向日葵、红花、大豆、玉米、棉花、亚麻子、亚麻等)的产量已经成为农业产业的主要目标。人们已经尝试了许多方法(包括传统育种和突变育种以及遗传工程)，通常收效甚微(Xu等，2008,Plant Biotechnol J.,6:799-818及其参考文献)。