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γ-亚麻酸(GLA)是广泛分布于自然界且对人体具有重要生理作用的一种多不饱和脂肪酸。△6-脂肪酸脱饱和酶是生物体合成GLA的关键限速酶,为进一步研究其基因的转录调控分子机制,通过衔接头PCR(LA-PCR),从Mucor sp.EIM-10中扩增得到1291 bp△6-脂肪酸脱饱和酶基因5’端侧翼区域的单一产物,将序列在多个转录因子、启动子数据库中进行比对分析并应用多种计算机软件和多个启动子在线预测网站等进行分析,发现其具有真核启动子序列的基本结构特征,如具有CAAT盒、TATA框、GC盒等众多元件。
本实验以构建好的穿梭载体PYGFP,PYESMCD6为基础构建启动子功能检测载体PYMCD6。将克隆得到的△6-脂肪酸脱饱和酶基因启动子插入PYMCD6,构建重组表达质粒PYMD6PMCD6。进一步发酵实验表明,当添加底物亚油酸(LA)后,含有△6-脂肪酸脱饱和酶启动子区域的重组酵母脂肪酸甲酯组分中出现GLA新峰,证明所获得的△6-脂肪酸脱饱和酶基因5’端侧翼区域能启动△6-脂肪酸脱饱和酶基因的表达。
真核生物启动子区域中具有多种调控元件,且不同的基因具有不同的上游启动元件,其位置也不相同,这使得不同的基因表达分别有不同的调控机理。通过亚克隆技术得到不同长度的Mucor sp.EIM-10△6-脂肪酸脱饱和酶基因启动子片段,并将其连入前文已构建的启动子功能检测载体PYMCD6,转化酿酒酵母尿嘧啶缺陷型菌株。筛选出阳性克隆后进行发酵试验并根据底物转化率分析其不同长度启动子片段的转录功能。结果表明含有不同长度启动子缺失片段(除了-121 bp)重组表达载体的重组酵母脂肪酸甲酯组分中均能够出现GLA新峰,底物转化率随着启动子长度的减少而逐渐降低。但若缺少了-919 bp~784 bp片段的启动子底物转化率会出现大幅度下降并且十分不稳定。这说明-919 bp~-784 bp区域极有可能具有增强子作用。
为进一步确定启动子区域中-919 bp~-784 bp的增强子作用,利用重叠延伸PCR技术将Mucor sp.EIM-10△6-脂肪酸脱饱和酶基因启动子中-919~-784 bp片段和只具有极低转化率的-434~-1 bp片段融合,并将融合片段插入前文已构建的启动子功能检测载体PYMCD6,构建重组表达载体PYOL94MCD6,转化酿酒酵母尿嘧啶缺陷型菌株INVScl后进行发酵实验。结果表明,当添加底物亚油酸(LA)后,含有启动子区域中-919~-784 bp和-434~-1 bp融合片段的重组酵母脂肪酸甲酯组分中出现GLA新峰,转化率达60%以上,明显高出只含有启动子区域中-434~-1 bp的转化率。对启动子区域中.919~-784 bp片段的增强子功能做出了验证。