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三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)是一种单细胞产油硅藻,是研究硅藻生物学的模式藻种。长链脂肪酰基CoA合成酶(long chain fatty acid acyl-CoAsynthetase,LACS)可以促使细胞吸收长链脂肪酸,将其活化生成脂肪酰基CoA,脂肪酰基CoA可以用于甘油三酯(Triacylglycerol,TAG)的合成,β-氧化等代谢途径。本研究从三角褐指藻中克隆得到了LACS蛋白家族编码基因(ptacsl),其蛋白家族包含PtACSL1-5。分别在酿酒酵母YB525(faa1Δfaa4Δ)中验证功能,以3种不同脂肪酸为底物测定了PtACSL的酶活。研究了三角褐指藻在不同培养条件下,ptacsl的表达模式分析,及PtACSL5在faa4Δ酵母中的表达,分析其表达对外源二十二碳六烯酸(Docosahexaenoicacid,DHA)在甘油三酯中积累量的影响。主要结果如下:(1)BLAST筛选出LACS蛋白家族候选蛋白,获取ptacsl全长序列后分析发现,PtACSL具有LACS蛋白家族典型特征,即AMP结合域、ACS信号基序和真核LACS蛋白所特有的连接域。重组质粒和空载体转化LACS缺陷型酿酒酵母YB525,诱导表达后通过Western blot检测显示,ptacsl1-5在YB525中均有目的蛋白表达。在同时添加油酸和浅蓝菌素的平板中,只有PtACSL1或PtACSL4的表达可以恢复YB525的生长。共聚焦显微镜检测转基因酵母细胞对荧光标记脂肪酸类似物C1-BODIPY-C12的吸收表明:只有ptacsl1或ptacsl4转基因酵母细胞内可以观察到荧光,进一步证实了PtACSL1或PtACSL4的表达可以促使YB525吸收外源脂肪酸。尼罗红染色酵母活细胞显示,表达PtACSL1或PtACSL4的酵母突变株胞内中性脂的合成量明显增加,表明这两个基因在将酵母胞内脂肪酸分拣到储存脂的合成途径中起着重要作用。PtACSL重组酵母初酶液对油酸,亚麻酸和二十二碳六烯酸都表现出一定的活性且不同底物间酶活性差异不大。(2)通过Real-time PCR检测了不同培养条件下ptacsl的表达模式分析。结果显示,三角褐指藻退出稳定期0-60h内,ptacsl的表达量显著下降,表明在细胞旺盛分裂前期,ptacsl的表达不活跃。三角褐指藻添加油酸培养0-60h内,ptacsl1-5的表达量均有轻微上调,表明油酸可以诱导ptacsl的表达。三角褐指藻缺氮培养2d时,ptacsl1的表达量是对照的4倍,表明缺氮对诱导油脂合成起一定作用。(3)海链藻LACS蛋白TplascA在faa4Δ酵母中表达后,DHA在TAG中的含量是对照的6倍,tplacsa与ptacsl5为同源基因。将含ptacsl5的重组质粒和空载体转化faa4酿酒酵母,诱导表达后,检测外源DHA在TAG中积累量的改变,结果显示,以终浓度50μM DHA为底物时,转基因酵母中DHA整合进入TAG的含量是对照的10.6倍,表明PtACSL5的表达可以在一定程度上增加DHA在TAG中的积累。