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本发明涉及在重组植物细胞中合成长链多不饱和脂肪酸,尤其是二十二碳六烯酸的方法。...对于人类来说,诸如二十碳五烯酸(EPA,20:5ω3)和二十二碳六烯酸(DHA,22:6ω3) ...
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发明领域
本发明涉及在重组植物细胞中合成长链多不饱和脂肪酸,尤其是二十二碳六烯酸的方法。
发明背景
现在广泛认为ω3长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFA)是关乎人类和动物健康的重要化合物。可从饮食来源或通过转化亚油酸(LA,18:2ω6)或α-亚麻酸(ALA,18:3ω3)脂肪酸来获得这些脂肪酸,这两种脂肪酸都被认为是人类饮食中的必需脂肪酸。尽管人类和许多其它脊椎动物能够将植物来源的LA或ALA转化成C22,但他们进行这种转化的速率很慢。此外,大多数现代社会的饮食不平衡,其中至少90%的多不饱和脂肪酸(PUFA)属于ω6脂肪酸,而不是理想的4:1或更低的ω6:ω3脂肪酸比例(Trautwein,2001)。对于人类来说,诸如二十碳五烯酸(EPA,20:5ω3)和二十二碳六烯酸(DHA,22:6ω3)等LC-PUFA的直接饮食来源主要是来自鱼类或鱼油。因此,健康专家推荐将含有高水平LC-PUFA的鱼类常规纳入人类饮食中。举例来说,来源于鱼类的LC-PUFA油正越不越多地被掺入食品和婴儿配方食品中。然而,由于全球和国家渔业的下滑,需要找到这些有益健康的油类的替代来源。
与动物相反,开花植物缺乏合成链长度大于18个碳的多不饱和脂肪酸的能力。确切地说,农作物和园艺植物以及其它被子植物不具有合成诸如EPA、二十二碳五烯酸(DPA,22:5ω3)和DHA等衍生自ALA的较长链ω3脂肪酸所需的酶。因此,植物生物技术中的一个重要目标是对能产生大量LC-PUFA的农作物植物进行工程改造,由此提供这些化合物的替代来源。
LC-PUFA生物合成途径
诸如微藻类、苔藓和真菌等生物体中的LC-PUFA的生物合成通常是一系列氧依赖性去饱和反应和延长反应(图1)。这些生物体中产生EPA的最常见途径包括Δ6去饱和、Δ6延长和Δ5去饱和(称为Δ6去饱和途径),而较不常见的途径则使用Δ9延长、Δ8去饱和与Δ5去饱和(称为Δ9去饱和途径)。这些连续的去饱和作用和延长反应可以如图1左上部分(ω6)示意性地显示从ω6脂肪酸底物LA开始,或如图1右下...
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