缺刻缘绿藻二酰甘油酰基转移酶2(DGAT2)的基因特性与功能鉴定

酰基-CoA:二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是三酰甘油(TAG)合成过程中的关键酶。在缺刻缘绿藻转录组测序数据库中,通过同源搜索,发现了1个编码DGAT2的cDNA全长序列。该序列长1997 bp,其中,5’-非转录区(UTR)长44 bp,3’-UTR长897 bp,开放阅读框(ORF)长1056 bp,编码一个351个氨基酸的蛋白质,预测的分子量为39.43 kD,等电点为9.46。基于缺刻缘绿藻和其他物种相应的DGAT基因编码蛋白序列所构建的Neighbor-joining(NJ)系统进化树,结果表明该基因与DGAT2聚成一支,显著不同与DGAT1和DGAT3。氨基酸序列比对发现,该基因含有DGAT2所具有的HPHG这4个氨基酸所组成的高度保守特征序列。因此,将该基因命名为MiDGAT2基因。将它的cDNA与其DNA序列进行比较后发现,MiDGAT2基因含有6个内含子,其剪切位点均符合“GT-AG”规则。为进一步了解其功能,利用反转录PCR克隆了该基因的ORF序列,然后将其亚克隆到表达载体pYES2中,成功地构建了重组表达质粒pY-MiDGAT2。通过电穿孔法将该重组质粒转入酿酒酵母TAG合成缺陷株H1246中,经筛选与序列验证得到含有重组质粒pY-MiDGAT2的酵母转化株。酵母转化株在用SC培养基并加入半乳糖诱导表达培养后,其脂类的薄层色谱分析结果表明,所转的MiDGAT2基因能使酵母转化株恢复TAG合成的能力,从而证实了MiDGAT2基因具有DGAT的功能;利用荧光染料Bodipy对酵母细胞的染色结果显示,MiDGAT2基因能使酵母转化株的细胞重现油滴,尽管重建的油滴大小明显比野生型酵母的小。这些研究为缺刻缘绿藻TAG合成代谢途径与调控机理的探讨奠定了基础。