[发明专利]一种具有蜡酯合成活性和甘油三酯合成活性的双功能酶及其编码基因和应用

说明书

本发明公开了一种具有蜡酯合成活性和甘油三酯合成活性的双功能酶及其编码基因与应用，涉及生物技术领域。本发明公开的具有蜡酯合成活性和甘油三酯合成活性的双功能酶，其氨基酸序列如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:3所示。本发明的研究显示SEQ ID NO:1所示的双功能酶(TrWSD4)和SEQ ID NO:3所示的双功能酶(TrWSD5)均是一种新的兼具蜡酯合成酶和甘油三酯合成酶活性的酶，这两种酶均能合成蜡酯和/或甘油三酯，其为蜡酯合成酶类的基础研究提供了新的思路，也为生产蜡酯和/或甘油三酯奠定了基础和提供了新的手段和思路。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体而言，涉及一种具有蜡酯合成活性和甘油三酯合成活性的双功能酶及其编码基因与应用。

背景技术

甘油三酯(Triacylglyceride、TAG)与蜡酯(Wax Ester、WE)是一类中性油脂，分别由脂肪醇，二酰基甘油与长链脂肪酸酯化作用形成。蜡酯的组成部分碳链长度一般为中长链或长链，例如C16，C18，C20或者更长的碳链。

蜡酯在自然界的来源广泛，种类繁多。并以其良好的性能广泛应用于各个领域，例如在在食品营养方面，工业，化妆品业以及制药行业都有着很重要的应用价值。

在植物，动物，微生物体等体内蜡酯广泛存在，并且在生物体内以及生物活动中有着重要功能。首先蜡酯以储存能量的形式存在于许多微生物以及原核生物体内。在植物，一些昆虫的体内的蜡酯能保护植物防止其水分挥发导致的干旱，过强的紫外线照射造成的伤害以及病原微生物入侵。植物表面的角质层的蜡酯成分，含量也因环境的变化而发生变化。在抹香鲸体内提取的鲸油也存在着蜡酯和甘油三酯等中性油脂，鲸通过改变其中蜡酯以及甘油三酯的混合物的密度的变化从而有效改变其在水中的浮力；蜡酯在鲸鱼的声音传递过程中也起到重要作用。抹香鲸可以加热或者冷却头部鼻腔中的蜡酯来调节浮力。一般生活在两极的深海中的海生生物体内蜡酯含量最为丰富，如鲑鱼，珊瑚虫等。很多海洋浮游动物能够利用海洋浮游植物为食，合成蜡酯。

蜡酯通常以固态以及液态两种形态存在，昆虫中的动物蜡，如白蜡虫分泌坚硬的白色动物蜡以及蜂蜡都是以长碳链的饱和的脂肪酸与脂肪醇形成的多为固态蜡酯。而碳链长度低，饱和度高的碳链形成的蜡酯则是液态，流动性较好。

液体蜡酯是一种经济油脂，在工业中也有着重要应用价值，例如食品行业，化妆品，医药以及化工产品，例如润滑油多以蜡酯为原料，一般来自于石油的蜡脂多为饱和的长链单酯这使得其在低温下流动性差，不饱和长链单酯的流动性较好，热稳定性与氧化稳定性也高于长链饱和蜡酯。但由于天然蜡酯产物主要来自于动植物及矿石，其中作为不饱和蜡酯的主要来源就是加州西蒙德木种子，主要由多为长碳链的C20，C22，C24等多不饱和脂肪酸与脂肪醇形成。鲸鱼体内提取蜡酯也是获得液体蜡酯的一种传统方式，但自然资源十分有限，工业等需求量巨大，使其应用受到了很大的限制，而液体蜡酯也被称为液体黄金。目前，使用化学法合成蜡酯的成本十分高昂。

在当今面临着能源匮乏，石化资源枯竭，环境恶化等问题与挑战。因此开发新型来源，可再生的生物能源具有重要意义。微生物生产功能油脂是生物柴油开发的重要组成，利用微生物生产蜡酯具有众多优势，例如：生产周期短，发酵原料丰富等。利用分子生物学技术对微生物在蜡酯合成的方面作出有针对性的改良，产生新型，高产，可再生的蜡酯满足工业需求是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有蜡酯合成活性和甘油三酯合成活性的双功能酶，该双功能酶来海洋原生生物破囊壶菌(Thraustochytrium roseum)，在底物存在的条件下，能够催化底物合成蜡酯和/或甘油三酯。

本发明的另一目的在于提供编码上述双功能酶的基因。

本发明的另一目的在于提供含有上述基因的载体。

本发明的另一目的在于提供含有上述载体的重组细胞。