fad2类酶在合成工业用脂肪酸中的应用.pdf

中国生物工程杂志　ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９，２９（５）：１１６～１１９ ＦＡＤ２类酶在合成工业用脂肪酸中的应用 李会珍　张志军 （中北大学化工与环境学院生命科学系　太原　０３００５１） 摘要　许多工业用稀有脂肪酸存在于非食用植物种子油中，它们由不同脂肪酸 １２去饱和酶 Δ ? （ＦＡＤ２）催化，在油酸 １２位引入环氧基、羟基、形成三键或共扼双键。目前已从不同生物中克隆 Δ 得到一系列ＦＡＤ２酶基因，并在油料植物中获得成功表达。但总体上看，目标脂肪酸累积量还相 对较低，稀有脂肪酸生物合成及其从磷脂酰胆碱（ＰＣ）到储存甘油三酯（ＩＡＧ）的转化机制尚需要 进一步阐明。 关键词　油料植物种子　工业用脂肪酸　ＦＡＤ２酶 中图分类号　Ｑ８１４ ［８］ 　　由于全球石油储量有限，能源紧缺和环境污染问 降解的润滑油 。通过基因工程技术调整这些油中脂 题日益突出，通过基因工程技术合成植物油脂以替代 肪酸的组成成分，可显著提高植物油作为石化原料替 ［１，２］ ［９］ 石油化学品越来越引起国内外专家学者的关注 。 代产品的应用潜力 。 自然界，特别是植物王国中脂肪酸组成结构千差万别， 　　许多稀有脂肪酸存在于一些野生植物中，将其生 现有植物资源中存在大量可被用来生产新型或稀有脂 物合成的调控基因转化到高产油料植物中进行高效表 肪酸的基因，把这些基因导入油料作物合成多种具有 达，可生产出含稀有脂肪酸的植物油。如蓖麻酸属于 特殊理化性质的植物油，可作为替代原料以生产塑料、 羟基脂肪酸，能作为许多化工产品的转化前体应用于 ［３～５］ 润滑油、乳化剂、油墨、生物柴油和尼龙等生产中［１０］。 树脂、尼龙等各种特殊化工产品 。 蓖麻酸是蓖麻种子中可合成的主要脂肪酸，占蓖麻油 １　植物油与工业用脂肪酸 ［１１］ 中脂肪酸总量的９０％以上 。但是田间栽培生产蓖 　　植物油是一种可从植物种子中提取出来的可再生 麻，除农艺性状因素外，蓖麻种子中还会特异性的大量 资源。植物油主要成分为甘油三酯（ｔｒｉａｃｙｌｇｌｙｃｅｒｏｌ， 累积一种有毒物质———蓖麻毒素，因此科学家开始提 ＴＡＧ），是由三分子脂肪酸链与一分子甘油通过酯化作 取分离负责蓖麻酸生物合成（油酸Ｃ１２位羟基化）的关 用而形成。植物油提取加工工艺简单，配套技术已完 键基因，并通过遗传工程将这个新基因导入到适合的 全成熟。尽管目前植物油仍以食用为主，但其脂肪酸 油料植物中来生产蓖麻酸［１２，１３］。 组成不同、理化特性各异，因而具有多种用途，潜力巨 ［５］ ２　转基因植物中工业脂肪酸的合成 大 。 　　一般来讲，大部分现有油料作物种子中的脂肪酸 ２．１　植物合成的主要工业脂肪酸 本身并不具备工业应用的特性，目前主要是利用这些 　　近来通过转基因植物生产工业用稀有脂肪酸的研 ［６］ 究热点主要集中于在植物油脂肪酸的 １２位加入环氧 脂肪酸作为石油化学品的替代产品 。如大豆油、菜 Δ 籽油可被用来生产生物柴油［６，７］；氧化性稳定的植物油