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亚油酸(linoleicacid，LA，C18∶2△9,12)和α-亚麻酸(α-linolenicacid，ALA，C18∶3△9,12,15)都具有很多不可或缺的保健功能，在人和高等动物体内不能合成，必须从食物中摄取，被称为必需脂肪酸(essentialfattyacids)。它们分别属于n-6和n-3多不饱和脂肪酸(PUFAs)。LA在体内经一系列脱氢和加长反应可以生成γ-亚麻酸(γ-linolenicacid，GLA)、花生四烯酸(arachidonicacid，AA)等其他n-6PUFAs。由ALA则可以生成EPA、DHA等其他n-3PUFAs。n-6和n-3PUFAs的功能在很多方面是相反的，它们相互协调制约，共同调节生物体的生命活动。所以n-6/n-3PUFAs的膳食平衡非常重要，但是人的膳食中该比值一般严重偏高，n-6PUFAs相对过量，n-3PUFAs严重缺乏。这导致高血栓，动脉粥样化，癌症的发病率增加，炎症增强等症状。所以对油脂的研究方向应该是降低n-6/n-3PUFAs的比值，使其更加有利于人们的健康。对PUFAs的研究在分子生物学上体现在对PUFAs合成酶的研究。
△12脂肪酸脱氢酶(△12fattyaciddesaturase，△12FAD)是LA合成的关键酶，它催化油酸(oleicacid,C18∶1△9)脱氢形成LA。花生是世界第四大油料作物，花生油中LA的比例为15％-43％，却不含任何n-3PUFAs。两个花生△12脂肪酸脱氢酶基因(AhFAD2A，AhFAD2B)已经被克隆，但其功能至今未被透彻的研究。ω-3脂肪酸脱氢酶(ω-3FattyAcidDesaturase，ω-3FAD)催化LA生成ALA。大豆(Glycinemax)种子油中ALA含量较高。BilyeuKD等2003年克隆了大豆GmFAD3基因。在未成熟种子中，GmFAD3A和GmFAD3C的表达量分别是持家基因的60％和0.2％，GmFAD3B未检测到表达。并且他们发现GmFAD3A是大豆种子油中ALA水平主要贡献者，其贡献量是GmFAD3C的三倍。然而这两个基因的功能还未被直接验证。功能性鉴定内质网脂肪酸脱氢酶的首选宿主是酵母，因为酵母中含有这类脂肪酸脱氢酶所需要的电子传递系统，还有合适的膜环境。
本实验用RT-PCR方法从花生未成熟种子中扩增出AhFAD2B的cDNA，从大豆未成熟种子中扩增出GmFAD3A和GmFAD3C的cDNA，分别连接到酵母表达载体p416中，并用醋酸锂法转化酿酒酵母营养缺陷型K601，经筛选鉴定，得到到阳性克隆，含有三个基因的工程菌分别命名为Kp4AFAD2B、Kp4GFAD3A和Kp4GFAD3C。气相色谱分析脂肪酸成分，以只含p416空质粒的工程菌Kp416为对照。结果发现这三个基因都能在酵母K601中表达，Kp4AFAD2B中产生了两种新的脂肪酸即棕榈二烯酸(C16∶2△9,12)和Cl8∶2△9,12，含量分别占总脂肪酸的2.1％和9.2％，棕榈油酸(C16∶1△9)和油酸(C18∶1△9)含量与对照相比相应地下降，证明AhFAD2B基因编码的△12脂肪酸脱氢酶除能作用于C18∶l△9，还具有催化16碳的C16∶1△9底物在△12位脱氢生成C16∶2△9,12的功能。C16∶1△9和C18∶1△9的脱氢去饱和率分别为5.5％和26.7％。AhFAD2B在两种底物之间可能更偏爱C18∶1△9。
Kp4GFAD3A和Kp4GFAD3C中产生了新的脂肪成分ALA，计算出Kp4GFAD3A和Kp4GFAD3C中ALA含量分别占总脂肪酸的0.77％和4.13％。LA含量与对照相比相应地下降，证明该基因编码的蛋白具有催化18碳PUFA底物LA在△15位脱氢生成ALA的ω-3FAD功能。Kp4GFAD3A和Kp4GFAD3C中的LA转化为ALA比率即脱饱和率分别为6.6％和34.5％。这可能说明GmFAD3C的酶活性比GmFAD3A的酶活性要强的多。
本实验通过花生△12脂肪酸脱氢酶的异源表达，对其生物学功能进行了研究，为培育出符合人们健康要求的低亚油酸含量的花生品种打下基础。通过将大豆ω-3脂肪酸脱氢酶基因GmFAD3A和GmFAD3C在酿酒酵母K601-p416系统中的高效表达，证明它们编码有活性的ω-3FAD，催化LA在△15位脱氢生成ALA。建立了一种新的高效低成本的FAD酵母表达系统，为脂肪酸脱氯酶基因在酵母中的表达提供了新的探索。