[发明专利]新的酶、酶组合物及其用途

说明书

本申请要求保护申请号为US 61/679100和EP 12179241.0的优先权，其全部并入作为参考。

本发明原则上涉及重组制造脂肪酸的领域。其提供编码溶血磷脂-辅酶A合酶(LACS)、去饱和酶、延伸酶和延伸酶组分的核酸分子。本发明还提供含有去饱和酶、KCS、KCR和/或LACS核酸分子的重组表达载体、已经向其中引入了表达载体的宿主细胞，和用于大规模产生长链多不饱和脂肪酸(LCPUFA)，例如花生四烯酸(ARA，ω-6不饱和脂肪酸)、二十碳五烯酸(EPA，ω-3不饱和脂肪酸)和/或二十二碳五烯酸(DHA，ω-3不饱和脂肪酸)的方法。

脂肪酸是具有长链烃侧基的羧酸，其在许多生物过程中起主要作用。很少发现脂肪酸在自然中是游离的，而是作为脂类的主要成分以酯化形式存在。因此，脂类/脂肪酸是能量的来源(例如，b-氧化)。此外，脂类/脂肪酸是细胞膜的组成部分，并因而是处理生物学或生物化学信息所不可缺少的。

脂肪酸可以分为两类：单个碳键形成的饱和脂肪酸和含有一个或多个顺式构型的碳双键的不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸由属于非血红素-铁酶种类的末端去饱和酶产生。每种这样的酶都是电子转运系统的一部分，所述电子转运系统含有两种其他蛋白，即细胞色素b₅和NADH-细胞色素b₅还原酶。尤其是，此类酶例如通过催化脂肪酸的氧依赖性脱氢来催化脂肪酸分子的碳原子之间双键的形成(Sperling等,2003)。人和其他哺乳动物具有有限范围的为形成不饱和脂肪酸中特定双键所需要的去饱和酶并且因此具有合成必需脂肪酸，例如，长链多不饱和脂肪酸(LCPUFA)的有限能力。因此，人们不得不通过其膳食摄取某些脂肪酸。此类必需脂肪酸包括例如亚油酸(C18:2)和亚麻酸(C18:3)。相反，昆虫、微生物和植物能够合成种类多得多的不饱和脂肪酸及它们的衍生物。的确，脂肪酸的生物合成是植物和微生物的一项主要活动。

长链多不饱和脂肪酸(LCPUFA)，如二十二碳六烯酸(DHA，22:6(4,7,10,13,16,19))是哺乳动物中多种组织和器官(神经、视网膜、脑和免疫细胞)的细胞膜的必需组分。例如，脑磷脂中超过30％的脂肪酸是22:6(n-3)和20:4(n-6)(Crawford,M.A.,等,(1997)Am.J.Clin.Nutr.66:1032S-1041S)。在视网膜中，DHA占据视杆外区(光受体细胞的光敏部分)多于60％的总脂肪酸(Giusto,N.M.,等(2000)Prog.Lipid Res.39:315-391)。临床研究已经显示，DHA对婴儿中脑的生长和发育和成人中正常脑功能的维持是至关重要的(Martinetz,M.(1992)J.Pediatr.120:S129-S138)。DHA还对参与信号转导过程的光受体功能、视紫红质激活和视杆与视锥发育具有显著的影响(Giusto,N.M.,等(2000)Prog.Lipid Res.39:315-391)。此外，还发现DHA对疾病如高血压、关节炎、动脉粥样硬化、抑郁、血栓形成和癌症的一些积极影响(Horrocks,L.A.和Yeo,Y.K.(1999)Pharmacol.Res.40:211-215)。因而，脂肪酸的适当膳食供给对人健康是重要的。因为此类脂肪酸不能通过婴儿、幼儿和老年人有效合成，所以从膳食中充分摄取这些脂肪酸对于这些个体是特别重要的(Spector,A.A.(1999)Lipids 34:S1-S3)。

目前，DHA的主要来源是来自鱼类和藻类的油。鱼油是这种脂肪酸的主要和传统来源，然而，它到销售时一般已被氧化。此外，鱼油的供给是高度不定的，特别鉴于鱼群正在缩减。此外，油的藻类来源因低产量和高提取成本而昂贵。