KR101491777B1 - Fatty acid chain elongase gene from muraenesox cinereus and uses thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 갯장어 유래의 지방산 사슬연장효소 단백질 및 이를 이용하여, 디-호모-감마리놀레익산(di-homo-gamma linolenic acid, DHLA), 도코사테트라에노익산(docosatetraenoic acid, DTA) 및 도코사펜타에노익산(docosapentaenoic acid, DPA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 불포화지방산을 생산하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing (DHA), docosatetraenoic acid (DTA), and docosa-pentaenoic acid (DHA), using the fatty acid chain prolongation enzyme protein and the same. docosapentaenoic acid, DPA). < / RTI >

Description

갯장어 유래의 지방산 사슬연장효소 유전자 및 이의 용도{FATTY ACID CHAIN ELONGASE GENE FROM MURAENESOX CINEREUS AND USES THEREOF}FATTY ACID CHAIN ELONGASE GENE FROM MURAENESOX CINEREUS AND USES THEREOF <br> <br> <br> Patents - stay tuned to the technology FATTY ACID CHAIN ELONGASE GENE FROM MURAENESOX CINEREUS AND USES THEREOF

본 발명은 갯장어(Muraenesox cinereus) 유래의 지방산 사슬연장효소 유전자 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지방산 사슬연장효소 유전자를 이용하여 지방산 사슬 연장을 통해 지방산을 전환시켜서 고도불포화지방산인 디-호모-감마리놀레익산(di-homo-gamma linolenic acid, DHLA), 도코사테트라에노익산(docosatetraenoic acid, DTA) 및 도코사펜타에노익산(docosapentaenoic acid, DPA)을 생산하는 방법에 대한 것이다.
The present invention relates to a fatty acid chain extension enzyme gene derived from mackerel ( Muraenesox cinereus) and a use thereof, and more particularly to a fatty acid chain extension enzyme gene derived from Muraenesox cinereus by converting a fatty acid through a fatty acid chain extension using a fatty acid chain extension enzyme gene, The present invention relates to a process for producing docosapentaenoic acid (DPA) and docosatetraenoic acid (DTA), di-homo-gamma linolenic acid (DHLA)

불포화지방산(Unsaturated fatty acid)은 한 분자 속에 하나 이상의 이중결합을 가지는 사슬 모양 화합물로 동식물 속에 널리 분포하며, 일반적으로 탄소수 12 내지 20개 정도의 짝수 개로 구성되어 있다. 지방산 분자가 단 하나의 이중결합을 갖고 있으면 단일불포화지방산이라고 하며, 두 개 이상의 이중결합을 갖고 있으며 다가불포화지방산이라고 부른다. 불포화지방산은 이중결합 바로 다음의 수소원자가 결합된 형태에 따라 시스 형(cis configuration)과 트랜스 형(trans configuration)으로 나뉜다. 시스 형은 인접한 수소원자가 이중결합과 같은 방향에 있는 것을 말하며, 트랜스 형은 다음 2개의 수소원자가 이중결합과 반대의 방향으로 결합한 것을 말한다. 지방산 사슬에서 이중결합이 형성되면 수소원자가 제거되어야 하는데, 이 때문에 포화지방산에서 '포화'라는 용어는 수소원자가 포화되었다는 것을 의미한다. 세포내 대사에서 수소-탄소 결합은 에너지 생산을 위해 결합이 깨지거나 산화된다. 따라서 불포화지방산은 같은 크기의 포화지방산에 비해 에너지를 더 적게 함유한다. 또한, 불포화지방산은 더 낮은 녹는점을 갖고 있어서 세포막의 유동성을 증가시키는 작용도 하는 것으로 알려졌다. Unsaturated fatty acids are chain-like compounds having one or more double bonds in a molecule and are widely distributed in plants and animals, and are generally composed of even numbers of about 12 to 20 carbon atoms. When a fatty acid molecule has only one double bond, it is called a monounsaturated fatty acid and has two or more double bonds and is called a polyunsaturated fatty acid. Unsaturated fatty acids are divided into a cis configuration and a trans configuration depending on the type of double bond followed by the hydrogen atom. The cis type means that the adjacent hydrogen atom is in the same direction as the double bond, and the trans type means that the next two hydrogen atoms are bonded in the opposite direction to the double bond. When a double bond is formed in a fatty acid chain, the hydrogen atom has to be removed, so the term &quot; saturated &quot; in saturated fatty acids means that the hydrogen atom is saturated. In intracellular metabolism, hydrogen-carbon bonds are broken or oxidized for energy production. Thus, unsaturated fatty acids contain less energy than saturated fatty acids of the same size. It is also known that unsaturated fatty acids have a lower melting point, which also increases the fluidity of the cell membrane.

포화지방산의 섭취는 고콜레스테롤혈증(hypercholesterolemia), 동맥경화(atherosclerosis) 등과 같은 심혈관계 질환(cardiovascular disease)의 위험성과 관련이 깊은 반면, 불포화지방산의 섭취는 혈중 콜레스테롤의 감소 및 동맥경화의 발병 위험 감소와 관련이 있는 것으로 잘 알려져 있다. 불포화지방산의 예로는 팔미톨레익산(palmitoleic acid), 올레익산(oleic acid), 미리스톨레익산(myristoleic acid), 리놀레익산(linoleic acid), 아라키도닉산(arachidonic acid), 에이코사펜타에노익산(eicosapentaenoic acid, EPA), 도코사헥사에노익산(docosahexaenoic acid, DHA) 등이 있다. 이러한 불포화지방산을 함유하는 식품으로는 아보카도, 견과류, 카놀라유나 올리브유와 같은 식물성 기름 등이 있다. 비록 불포화지방산이 포화지방산보다는 건강에 유익하지만, 미 식품의약국(FDA)에서는 불포화지방산의 섭취량이 하루 칼로리 섭취량의 30%를 넘지 않도록 권고한다. Saturated fatty acid intake is associated with the risk of cardiovascular diseases such as hypercholesterolemia and atherosclerosis while the intake of unsaturated fatty acids is associated with a decrease in blood cholesterol and a reduced risk of developing atherosclerosis Is known to be associated with. Examples of unsaturated fatty acids include palmitoleic acid, oleic acid, myristoleic acid, linoleic acid, arachidonic acid, eicosapentaenoic acid, Eicosapentaenoic acid (EPA), docosahexaenoic acid (DHA), and the like. Foods containing such unsaturated fatty acids include avocados, nuts, vegetable oils such as canola oil and olive oil. Although unsaturated fatty acids are healthier than saturated fatty acids, the Food and Drug Administration (FDA) recommends that the intake of unsaturated fatty acids should not exceed 30% of the daily calorie intake.

오메가6(ω6) 및 오메가3(ω3) 계통의 고도불포화지방산(Polyunsaturated fatty acids: PUFA)인 아라키도닉산(arachidonic acid, ARA, C20:4 ω6)와 에이코사펜타에노익산(eicosapentaenoic acid, EPA, C20:5 ω3), 도코사펜타에노익산(docosahexaenoic acid, DHA, C22:6 ω3)는 동물 세포막의 필수 구성성분으로 포스포파티딜콜린(phosphatidylcholine)과 결합한 형태로 세포막의 인지질 층에 삽입되어 세포막의 유동성을 좋게 하고, 혈중 콜레스테롤을 감소시키며, 암 증식을 억제하는 등의 질병예방 효과가 뛰어나다. 특히 DHA는 뇌 기능 강화와 기억력 증진을 통한 영, 유아의 뇌 기능 성장발달과 학습기능 향상, 통증을 알려주는 프로스타글란딘(prostaglandin)과 같은 호르몬의 전구체로서 호르몬 조절 작용 등의 중요한 기능이 규명되었다. 최근 식품첨가제와 화장품 원료 및 의약품 분야에서 큰 시장을 형성하고 있다. 포유동물은 ω6/Δ12 및 ω3/Δ15 불포화효소(desaturase)가 발현되지 않아 PUFA의 de novo 합성을 할 수 없으며, 정상적인 성장과 발달을 위하여 리놀레익산(linoleic acid, LA, C18:2 ω6)와 알파-리놀레익산(α-linolenic acid, ALA, C18:3 ω3)를 반드시 음식물로 섭취해야만한다(도 1 참고). Arachidonic acid (ARA, C20: 4 ω6), which is a polyunsaturated fatty acid (PUFA) based on omega 6 (ω6) and omega 3 (ω3), and eicosapentaenoic acid , Docosahexaenoic acid (DHA, C22: 6 ω3) is an essential component of the animal cell membrane, and it is bound to phosphatidylcholine and inserted into the phospholipid layer of the cell membrane Thereby improving the fluidity of the cell membrane, reducing blood cholesterol, and inhibiting cancer proliferation. In particular, DHA has been shown to have important functions such as enhancement of brain function and memory, improvement of brain function, improvement of learning function, and hormone regulating action as a precursor of hormones such as prostaglandin. Recently, it has formed a big market in the fields of food additives, cosmetic raw materials and pharmaceuticals. In mammals, linoleic acid (LA, C18: 2 ω6) and ω6 / δ12 and ω3 / Δ15 desaturase were not expressed and thus, de novo synthesis of PUFA was not possible. Alpha-linolenic acid (ALA, C18: 3 ω3) must be ingested as food (see Figure 1).

DHA는 주로 참치와 같은 등 푸른 생선으로부터 생산하고 있으나, 다량의 DHA를 식품에 첨가하게 되면 물고기 특유의 비린내 때문에 상품성에 문제가 되어 그 냄새를 제거하기 위한 순수 분리, 정제가 관건이 되고 있다. 해양 조류를 통해서도 DHA 생산이 가능하나, 낮은 성장률로 말미암아 DHA의 대량 생산을 위해서는 고가의 장비를 필요로 한다. 최근 이러한 문제점들을 해결하고 저비용 고효율의 DHA를 생산하고자 식물 종자에서의 발현 시스템을 이용한 PUFA 생산에 대한 관심이 높아지고 있다. PUFA은 전구체인 LA와 ALA(도. 1)로부터 일련의 불포화화(desaturation)와 2탄소 사슬 연장(elongation) 과정을 통해 생합성 된다. 식물은 PUFA를 생합성 하지 못하며, LA와 ALA로부터 PUFA를 생합성 하기 위해서는 Δ6 불포화효소(Δ6 desaturase, Δ6DES), Δ6 사슬 연장효소(Δ6 elongase, Δ6ELS), 그리고 Δ5 불포화효소(Δ5 desaturase, Δ5DES)의 도입이 필요하다. 따라서, 고 함량의 PUFA를 축적하는 해양 미생물, 조류 혹은 어류 유래의 지방산 불포화 효소 및 2탄소 사슬 연장 효소 유전자를 식물 종자 특이적으로 발현시키는 대사공학적인 방법을 이용하여 얻을 수 있다. DHA is mainly produced from blue fish such as tuna. However, if a large amount of DHA is added to food, it becomes problematic in terms of merchantability due to fish-specific fishy smell, and pure separation and purification for removing the odor are the key. DHA production can also be achieved through marine algae, but due to the low growth rate, high-volume equipment is required for the mass production of DHA. In order to solve these problems and produce low-cost and high-efficiency DHA, interest in the production of PUFAs using expression systems in plant seeds is increasing. PUFAs are biosynthesized through a series of desaturation and 2-carbon chain elongation steps from the precursors LA and ALA (Fig. 1). Plants do not biosynthesize PUFAs and the introduction of Δ6 desaturase (Δ6 desaturase, Δ6DES), Δ6 chain extension enzyme (Δ6 elongase, Δ6ELS), and Δ5 desaturase (Δ5 DES) to biosynthesize PUFAs from LA and ALA Is required. Therefore, it can be obtained by metabolically engineering a plant seed-specific expression of a marine microorganism, algae or fish-derived fatty acid unsaturation enzyme and a 2-carbon chain extension enzyme gene accumulating a high content of PUFAs.

현재까지 자연계에는 3 종류의 PUFA 생합성의 경로가 알려져 있다[Qiu X (2003) Biosynthesis of docosahexaenoic acid (DHA, 22:6-4, 7, 10, 13, 16, 19): two distinct pathways. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids 68, 181-186.]. (1) 물 곰팡이류에 속하는 Saprolegnia는 전구물질인 ALA에 대하여 Δ6 불포화, 연장 및 Δ5 불포화 반응을 통하여서 EPA를 합성하는 경로를 이용하는 반면[Pereira SL 등 (2004a) A novel omega 3-fatty acid desaturase involved in the biosynthesis of eicosapentaenoic acid. Biochem J 378, 665-671.], (2) Euglena 등의 원생생물은 Δ9 연장, Δ8 불포화 및 Δ5 불포화에 의해 EPA를 생합성 한다[Wallis과 Browse, (1999) The Delta8-desaturase of Euglena gracills: an alternate pathway for synthesis of 20-carbon polyunsaturated fatty acids. Arch Biochem Biophys 365, 307-316.](도 1). 위의 두 경로를 통해서 생합성 된 EPA는 Δ5 연장과 Δ4 불포화에 의해 최종적으로 DHA를 생합성 한다[Pereira 등, 2004b]. 포유동물은 EPA로부터 4단계의 더 복잡한 경로 즉, β-산화에 의한 역전환(retro-conversion) 과정을 거쳐 DHA를 생합성 하게 된다[Sprecher 등(1995) Reevaluation of the pathways for the biosynthesis of polyunsaturated fatty acids. J Lipid Res 36, 2471-2477., 1995; Wallis 등, Polyunsaturated fatty acid synthesis: what will they think of next Trends Biochem Sci 27, 467-473.](도 1). (3) 해양 조류(Schizochytrium)와 해양 미생물(Shewanella)은 PKSe(polyketide synthas) 경로를 이용하여 DHA를 생합성 한다[Metz 등, (2001) Production of polyunsaturated fatty acids by polyketide synthases in both prokaryotes and eukaryotes. Science 293, 290-293.]. PKS 경로는 앞의 두 PUFA 생합성 경로에 필수적인 수종의 불포화효소와 연장효소 대신에 3-케토아실-합성효소(3-ketoacyl synthase), 3-케토아실 환원효소(3-ketoacyl reductase), 아실 캐리어 단백질(acyl carrier protein), 체인 길이 인자(chain length factor) 그리고 아실 트랜스퍼레이즈(acyl transferase)와 같은 PKS의 합성 도메인을 하나의 유전자 집단(gene cluster)으로 구성하고 있어 PUFA 생합성에 필요한 반응 횟수를 줄일 수 있다. 이러한 해양 생물들은 육상 식물들의 PUFA 생합성 경로를 재구성하는데 필요한 유용한 유전자원으로 활용할 경우 주로 생선을 통해서만 섭취하던 EPA와 DHA을 식물을 통해서 섭취할 수 있는 유전공학적 기반을 구축할 수 있다.To date, three pathways of PUFA biosynthesis have been known in nature [Qiu X (2003) Biosynthesis of docosahexaenoic acid (DHA, 22: 6-4, 7, 10, 13, 16, 19): two distinct pathways. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids 68, 181-186.]. (1) Saprolegnia belonging to the water mold family uses a pathway for synthesizing EPA through Δ6 unsaturation, prolongation and Δ5 unsaturation on the precursor ALA [Pereira SL et al. (2004a)], while novel omega 3-fatty acid desaturase involved in the biosynthesis of eicosapentaenoic acid. Biochem J 378, 665-671.), (2) protoplasts such as Euglena biosynthes EPA by Δ9 extension, Δ8 unsaturation and Δ5 unsaturation [Wallis and Browse, (1999) The Delta8-desaturase of Euglena gracills: an alternate pathway for synthesis of 20-carbon polyunsaturated fatty acids. Arch Biochem Biophys 365, 307-316.] (Fig. 1). EPA biosynthesized through the above two pathways ultimately biosynthesize DHA by Δ5 extension and Δ4 unsaturation [Pereira et al., 2004b]. Mammalian biosynthesizes DHA via a more complex four-step pathway from EPA, that is, retro-conversion by β-oxidation (Sprecher et al., 1995). . J Lipid Res 36, 2471-2477., 1995; Wallis et al., Polyunsaturated fatty acid synthesis: what will they think of next Trends Biochem Sci 27, 467-473. (3) Schizochytrium and marine microorganism (Shewanella) biosynthesize DHA using PKSe (polyketide synthase) pathway [Metz et al., (2001) Production of polyunsaturated fatty acids by polyketide synthases in both prokaryotes and eukaryotes. Science 293,290-293.]. The PKS pathway is composed of 3-ketoacyl-synthase, 3-ketoacyl reductase, 3-ketoacyl reductase, 3-ketoacyl reductase, The synthesis domain of PKS such as acyl carrier protein, chain length factor and acyl transferase is constituted as one gene cluster to reduce the number of reactions required for PUFA biosynthesis have. When these marine organisms are used as useful genetic resources for restructuring the PUFA biosynthetic pathway of land plants, it is possible to establish a genetic engineering base for EPA and DHA, which are mainly consumed only through fish, through plants.

이에 본 발명자들은 고등생물 체내에서 혈액순환계, 호르몬 분비계 및 면역계 등 여러 가지 생리활성을 갖는 고도불포화지방산을 합성하는 데 관여하는 지방산 사슬연장효소 유전자(McELOVL5)를 어류인 갯장어(Muraenesox cinereus)로부터 분리하여 그 기능을 확인하고 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have isolated a fatty acid chain extension enzyme gene ( McELOVL5 ), which is involved in the synthesis of polyunsaturated fatty acids having various physiological activities such as blood circulation system, hormone secretion system, and immune system, in a high organism, from the sea anemone ( Muraenesox cinereus ) And confirmed its function and completed the present invention.

한국특허등록 제0316068호Korea Patent No. 0316068 한국특허등록 제0606612호Korea Patent No. 0606612

본 발명의 목적은 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 갯장어(Muraenesox cinereus) 유래의 지방산 사슬연장효소 단백질, 이를 코딩하는 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터 및 상기 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a fatty acid chain extension enzyme protein derived from the mushroom ( Muraenesox cinereus ) comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, a gene coding therefor, a recombinant vector containing the gene and a host cell transformed with the recombinant vector .

본 발명의 다른 목적은 상기 갯장어 유래 지방산 사슬연장효소 유전자를 이용하여 고도불포화지방산을 생산하는 방법에 관한 것이다.It is another object of the present invention to provide a method for producing polyunsaturated fatty acids by using the above-mentioned mugwort-derived fatty acid chain extension enzyme gene.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 고도불포화지방산을 생산하는 식물체 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide a plant producing the polyunsaturated fatty acid and a method for producing the same.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 갯장어 유래 지방산 사슬연장효소 유전자를 포함하는 조성물을 제공하기 위한 것이다.
Yet another object of the present invention is to provide a composition comprising the above-mentioned mugwort-derived fatty acid chain extension enzyme gene.

본 발명은 갯장어 유래의 지방산 사슬연장효소 단백질을 제공한다. The present invention provides a fatty acid chain elongase protein derived from the marsh eel.

본 발명은 상기 단백질을 코딩하는 유전자를 제공한다. The present invention provides a gene encoding the protein.

본 발명은 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다. The present invention provides a recombinant vector comprising the gene.

본 발명은 상기 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포를 제공한다. The present invention provides a host cell transformed with said recombinant vector.

또한, 본 발명은 상기 재조합 벡터로 숙주세포를 형질전환시키는 단계를 포함하는 숙주세포에서 고도불포화지방산을 생산하는 방법을 제공한다. The present invention also provides a method for producing a polyunsaturated fatty acid in a host cell comprising transforming a host cell with the recombinant vector.

또한, 본 발명은 상기 재조합 벡터로 식물 세포를 형질전환시키는 단계를 포함하는 고도불포화지방산을 생산하는 식물체의 제조 방법을 제공한다. The present invention also provides a method for producing a plant producing a highly unsaturated fatty acid comprising the step of transforming a plant cell with the recombinant vector.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 고도불포화지방산을 생산하는 식물체 및 이의 종자를 제공한다. In addition, the present invention provides a plant producing the highly unsaturated fatty acid produced by the above method and a seed thereof.

또한, 본 발명은 상기 유전자를 포함하는 고도불포화지방산을 생산하기 위한 조성물을 제공한다.
The present invention also provides a composition for producing a polyunsaturated fatty acid containing the gene.

본 발명은 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진, 갯장어 유래의 지방산 사슬연장효소단백질 McELOVL5S를 제공한다. The present invention provides a conger eel-derived fatty acid chain extension enzyme protein McELOVL5 S consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.

본 발명에 따른 McELOVL5 단백질의 범위는 돔으로부터 분리된 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질 및 상기 단백질의 기능적 동등물을 포함한다. "기능적 동등물"이란 아미노산의 부가, 치환 또는 결실의 결과, 상기 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열과 적어도 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 더 더욱 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 갖는 것으로, 서열번호 2로 표시되는 단백질과 실질적으로 동질의 생리활성을 나타내는 단백질을 말한다. "실질적으로 동질의 생리활성"이란 식물체 내에서 고도불포화지방산, 바람직하게는 디-호모-감마리놀레익산(di-homo-gamma linolenic acid, DHLA), 도코사테트라에노익산(docosatetraenoic acid, DTA) 및 도코사펜타에노익산(docosapentaenoic acid, DPA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 고도불포화지방산으로 각각 전환시키는 활성을 의미한다.The range of the McELOVL5 protein according to the present invention includes a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 isolated from dome and a functional equivalent of the protein. Is at least 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 90% or more, more preferably 90% or more, Quot; refers to a protein having a homology of at least 95% with a physiological activity substantially equivalent to that of the protein represented by SEQ ID NO: 2. "Substantially homogenous physiological activity" refers to the presence of polyunsaturated fatty acids, preferably di-homo-gamma linolenic acid (DHLA), docosatetraenoic acid (DTA) ) And docosapentaenoic acid (DPA), respectively. The term " polyunsaturated fatty acid "

또한, 본 발명은 상기 McELOVL5 단백질을 코딩하는 유전자를 제공한다. 본 발명의 유전자는 McELOVL5 단백질을 코딩하는 게놈 DNA와 cDNA를 모두 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 유전자는 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 포함할 수 있다.The present invention also provides a gene encoding the McELOVL5 protein. The gene of the present invention includes both genomic DNA and cDNA encoding McELOVL5 protein. Preferably, the gene of the present invention may include the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1.

또한, 상기 염기 서열의 변이체가 본 발명의 범위 내에 포함된다. 구체적으로, 상기 유전자는 서열번호 1의 염기 서열과 각각 70% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상, 더 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 가지는 염기 서열을 포함할 수 있다. 폴리뉴클레오티드에 대한 "서열 상동성의 %"는 두 개의 최적으로 배열된 서열과 비교 영역을 비교함으로써 확인되며, 비교 영역에서의 폴리뉴클레오티드 서열의 일부는 두 서열의 최적 배열에 대한 참고 서열(추가 또는 삭제를 포함하지 않음)에 비해 추가 또는 삭제(즉, 갭)를 포함할 수 있다.Variants of the above base sequences are also included within the scope of the present invention. Specifically, the gene has a nucleotide sequence having a sequence homology of 70% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more, with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 . "% Of sequence homology to polynucleotides" is ascertained by comparing the comparison region with two optimally aligned sequences, and a portion of the polynucleotide sequence in the comparison region is the reference sequence for the optimal alignment of the two sequences (I. E., A gap) relative to the &lt; / RTI &gt;

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 McELOVL5 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다. 상기 재조합 벡터는 바람직하게는 효모 재조합 벡터일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 도 6에 기재된 pYES2-McELOVL5 벡터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. The present invention also provides a recombinant vector comprising the McELOVL5 gene according to the present invention. The recombinant vector may preferably be a yeast recombinant vector, and more preferably, the pYES2- McELOVL5 vector described in Fig. 6, but is not limited thereto.

용어 "재조합"은 세포가 이종의 핵산을 복제하거나, 상기 핵산을 발현하거나 또는 펩티드, 이종의 펩티드 또는 이종의 핵산에 의해 암호된 단백질을 발현하는 세포를 지칭하는 것이다. 재조합 세포는 상기 세포의 천연 형태에서는 발견되지 않는 유전자 또는 유전자 절편을, 센스 또는 안티센스 형태 중 하나로 발현할 수 있다. 또한 재조합 세포는 천연 상태의 세포에서 발견되는 유전자를 발현할 수 있으며, 그러나 상기 유전자는 변형된 것으로서 인위적인 수단에 의해 세포 내 재도입된 것이다.The term "recombinant" refers to a cell in which a cell replicates a heterologous nucleic acid, expresses the nucleic acid, or expresses a protein encoded by a peptide, heterologous peptide or heterologous nucleic acid. The recombinant cell can express a gene or a gene fragment that is not found in the natural form of the cell in one of the sense or antisense form. In addition, the recombinant cell can express a gene found in a cell in its natural state, but the gene has been modified and reintroduced intracellularly by an artificial means.

용어 "벡터"는 세포 내로 전달하는 DNA 단편(들), 핵산 분자를 지칭할 때 사용된다. 벡터는 DNA를 복제시키고, 숙주세포에서 독립적으로 재생산될 수 있다. 용어 "전달체"는 흔히 "벡터"와 호환하여 사용된다. 용어 "발현 벡터"는 목적한 코딩 서열과, 특정 숙주 생물에서 작동가능하게 연결된 코딩 서열을 발현하는데 필수적인 적정 핵산 서열을 포함하는 재조합 DNA 분자를 의미한다. 진핵세포에서 이용 가능한 프로모터, 인핸서, 종결신호 및 폴리아데닐레이션 신호는 공지되어 있다.The term "vector" is used to refer to a DNA fragment (s), nucleic acid molecule, which is transferred into a cell. The vector replicates the DNA and can be independently regenerated in the host cell. The term "carrier" is often used interchangeably with "vector ". The term "expression vector" means a recombinant DNA molecule comprising a desired coding sequence and a suitable nucleic acid sequence necessary for expressing a coding sequence operably linked in a particular host organism. Promoters, enhancers, termination signals and polyadenylation signals available in eukaryotic cells are known.

본 발명의 벡터는 전형적으로 클로닝 또는 발현을 위한 벡터로서 구축될 수 있다. 또한, 본 발명의 벡터는 원핵 세포 또는 진핵 세포를 숙주로 하여 구축될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 벡터가 발현 벡터이고, 원핵 세포를 숙주로 하는 경우에는, 전사를 진행시킬 수 있는 강력한 프로모터 (예컨대, pLλ프로모터, trp 프로모터, lac 프로모터, T7 프로모터, tac 프로모터 등), 해독의 개시를 위한 리보좀 결합 자리 및 전사/해독 종결 서열을 포함하는 것이 일반적이다. 숙주세포로서 대장균(E. coli)이 이용되는 경우, E. coli 트립토판 생합성 경로의 프로모터 및 오퍼레이터 부위, 그리고 파아지 λ의 좌향 프로모터 (pLλ프로모터)가 조절 부위로서 이용될 수 있다.The vector of the present invention can typically be constructed as a vector for cloning or expression. In addition, the vector of the present invention can be constructed by using prokaryotic cells or eukaryotic cells as hosts. For example, when the vector of the present invention is an expression vector and a prokaryotic cell is used as a host, a strong promoter capable of promoting transcription (e.g., pL? Promoter, trp promoter, lac promoter, T7 promoter, tac promoter, etc.) It is common to include a ribosome binding site and a transcription / translation termination sequence for initiation of translation. When E. coli is used as a host cell, the promoter and operator site of the E. coli tryptophan biosynthesis pathway, and the left promoter of the phage lambda (pL 貫 promoter) can be used as the regulatory region.

한편, 본 발명에 이용될 수 있는 벡터는 당업계에서 종종 사용되는 플라스미드 (예: pSC101, ColE1, pBR322, pUC8/9, pHC79, pGEX 시리즈, pET 시리즈 및 pUC19 등), 파지 (예: λgt4·λB, λ-Charon, λΔz1 및 M13 등) 또는 바이러스 (예: SV40 등)를 조작하여 제작될 수 있다.The vectors that can be used in the present invention include plasmids such as pSC101, ColE1, pBR322, pUC8 / 9, pHC79, pGEX series, pET series and pUC19 which are frequently used in the art, phages such as λgt4 · λB ,? -charon,?? z1, and M13), or a virus (e.g., SV40, etc.).

한편, 본 발명의 벡터가 발현 벡터이고, 진핵세포를 숙주로 하는 경우에는, 포유동물 세포의 게놈으로부터 유래된 프로모터 (예: 메탈로티오닌 프로모터) 또는 포유동물 바이러스로부터 유래된 프로모터 (예: 아데노바이러스 후기 프로모터, 백시니아 바이러스 7.5K 프로모터, SV40 프로모터, 사이토메갈로바이러스 프로모터 및 HSV의 tk 프로모터)가 이용될 수 있으며, 전사 종결 서열로서 폴리아데닐화 서열을 일반적으로 갖는다.On the other hand, when the vector of the present invention is an expression vector and the eukaryotic cell is used as a host, a promoter derived from the genome of a mammalian cell (e.g., a metallothionein promoter) or a mammalian virus Virus late promoter, vaccinia virus 7.5K promoter, SV40 promoter, cytomegalovirus promoter, and tk promoter of HSV) can be used, and generally have a polyadenylation sequence as a transcription termination sequence.

본 발명의 벡터는 선택표지로서, 당업계에서 통상적으로 이용되는 항생제 내성 유전자를 포함할 수 있으며, 예를 들어 암피실린, 겐타마이신, 카베니실린, 클로람페니콜, 스트렙토마이신, 카나마이신, 게네티신, 네오마이신 및 테트라사이클린에 대한 내성 유전자가 있다.The vector of the present invention may be a selection marker and may include an antibiotic resistance gene commonly used in the art, for example, ampicillin, gentamycin, carbenicillin, chloramphenicol, streptomycin, kanamycin, And resistance genes for tetracycline.

본 발명은 또한, 본 발명의 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포를 제공한다. 본 발명의 벡터를 원핵세포에 안정되면서 연속적으로 클로닝 및 발현시킬 수 있는 숙주세포는 당업계에 공지된 어떠한 숙주세포도 이용할 수 있으며, 예컨대, E. coli JM109, E. coli BL21, E. coli RR1, E. coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 츄린겐시스와 같은 바실러스 속 균주, 그리고 살모넬라 티피무리움, 세라티아 마르세슨스 및 다양한 슈도모나스 종과 같은 장내균과 균주 등이 있다. The present invention also provides a host cell transformed with the recombinant vector of the present invention. Any host cell known in the art may be used as the host cell capable of continuously cloning and expressing the vector of the present invention in a stable and prokaryotic cell, for example, E. coli JM109, E. coli BL21, E. coli RR1 , E. coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110, Bacillus subtilis, Bacillus tulifene, and Salmonella typhimurium, Serratia marcesensus and various Pseudomonas species And enterobacteria and strains such as the species.

또한, 본 발명의 벡터를 진핵 세포에 형질전환시키는 경우에는 숙주세포로서, 효모(Saccharomyce cerevisiae), 곤충세포, 사람세포 (예컨대, CHO 세포주 (Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, 3T3, RIN 및 MDCK 세포주) 및 식물세포 등이 이용될 수 있다. 숙주세포는 바람직하게는 효모이다. When the vector of the present invention is transformed into eukaryotic cells, yeast ( Saccharomyce cerevisiae ), insect cells, human cells (for example, Chinese hamster ovary, W138, BHK, COS-7, 293 , HepG2, 3T3, RIN and MDCK cell lines) and plant cells. The host cell is preferably yeast.

본 발명의 벡터를 숙주세포 내로 운반하는 방법은, 숙주세포가 원핵 세포인 경우, CaCl2 방법, 하나한 방법 (Hanahan, D., J. Mol. Biol., 166:557-580(1983)) 및 전기천공 방법 등에 의해 실시될 수 있다. 또한, 숙주세포가 진핵세포인 경우에는, 미세주입법, 칼슘포스페이트 침전법, 전기천공법, 리포좀-매개 형질감염법, DEAE-덱스트란 처리법, 및 유전자 밤바드먼트 등에 의해 벡터를 숙주세포 내로 주입할 수 있다.The method of delivering the vector of the present invention into a host cell can be carried out by the CaCl 2 method, one method (Hanahan, D., J. MoI. Biol., 166: 557-580 (1983)) when the host cell is a prokaryotic cell, And an electric drilling method or the like. When the host cell is a eukaryotic cell, the vector is injected into the host cell by microinjection, calcium phosphate precipitation, electroporation, liposome-mediated transfection, DEAE-dextran treatment, and gene bombardment .

본 발명은 또한, 갯장어 유래의 지방산 사슬연장효소 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 숙주세포를 형질전환시키는 단계를 포함하는, 숙주세포에서 디-호모-감마리놀레익산(di-homo-gamma linolenic acid, DHLA), 도코사테트라에노익산(docosatetraenoic acid, DTA) 및 도코사펜타에노익산(docosapentaenoic acid, DPA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 고도불포화지방산을 생산하는 방법을 제공한다.The present invention also relates to a method for producing di-homo-gamma linolenic acid (D-homo-gamma-linolenic acid) in a host cell, which comprises transforming a host cell with a recombinant vector comprising a fatty acid chain- The present invention provides a method for producing polyunsaturated fatty acids selected from the group consisting of DHA, DHLA, docosatetraenoic acid (DTA), and docosapentaenoic acid (DPA).

상기 불포화지방산은 감마-리놀레익산(gamma-linolenic acid, GLA)의 탄소 사슬이 연장되어 생산된 디-호모-감마리놀레익산(di-homo-gamma linolenic acid, DHLA)일 수 있다.The unsaturated fatty acid may be di-homo-gamma linolenic acid (DHLA) produced by extending the carbon chain of gamma-linolenic acid (GLA).

상기 불포화지방산은 아라키도닉산(arachidonic acid, ARA, C20:4)의 탄소 사슬이 연장되어 생산된 도코사테트라에노익산(docosatetraenoic acid, DTA, C22:4)일 수 있다.The unsaturated fatty acid may be docosatetraenoic acid (DTA, C22: 4) produced by extending the carbon chain of arachidonic acid (ARA, C20: 4).

상기 불포화지방산은 에이코사펜타에노익산(eicosapentaenoic acid, EPA, C20:5)의 탄소 사슬이 연장되어 생산된 도코사펜타에노익산(docosapentaenoic acid, DPA, C22:5)일 수 있다.The unsaturated fatty acid may be docosapentaenoic acid (DPA, C22: 5) produced by extending the carbon chain of eicosapentaenoic acid (EPA, C20: 5).

상기 탄소 사슬의 연장은 본 발명의 갯장어 유래의 지방산 사슬연장효소 유전자가 활성화되어 C20:4인 아라키도닉산이 탄소 2개 단위가 연장된 C22:4인 도코사테트라에노익산으로 전환되고, C20:5인 에이코사펜타에노익산가 역시 탄소 2개 단위가 연장된 C22:5인 도코사펜타에노익산으로 전환되어 일어난다. The extension of the carbon chain is activated by activating the fatty acid chain extension enzyme gene derived from the mussels of the present invention to convert arachidonic acid having C20: 4 to docosatetraenoic acid having 2 units of C22: 4, 5 eicosapentaenoic acid is also converted to docosapentaenoic acid, which is a C22: 5 carbon unit extended by two carbon atoms.

용어 "고도불포화지방산"은, 지방산 중에 이중결합을 4개 이상 포함하는 것을 말한다. 오메가6 및 오메가3 지방산 등이 포함되며, 이 기술분야에 고도불포화지방산의 종류는 널리 알려져 있다. 본 발명에서는 특히, 디-호모-감마리놀레익산(di-homo-gamma linolenic acid, DHLA), 도코사테트라에노익산(docosatetraenoic acid, DTA) 및 도코사펜타에노익산(docosapentaenoic acid, DPA) 등이 포함된다.The term " polyunsaturated fatty acid "refers to a fatty acid containing four or more double bonds. Omega-6 and omega-3 fatty acids, and the class of polyunsaturated fatty acids in the art is well known. In the present invention, it is particularly preferable to use di-homo-gamma linolenic acid (DHLA), docosatetraenoic acid (DTA) and docosapentaenoic acid (DPA) And the like.

본 발명의 방법에서, 지방산 사슬연장효소 유전자 및 재조합 벡터는 전술한 바와 같다. 또한, 상기 숙주세포는 바람직하게는 효모이다.In the method of the present invention, the fatty acid chain extension gene and the recombinant vector are as described above. In addition, the host cell is preferably yeast.

본 발명 일 실시예에서는 갯장어 뇌로부터 얻은 지방산 사슬연장효소 유전자가 활성화되어 감마-리놀레닉산(GLA)으로부터 디-호모-감마리놀레닉산(DGLA, C20:3n-6)로 전환이 일어났고, 생성물 DGLA가 전체 지방산의 3.97%를 생산하여 64%의 높은 기질 전환율을 보였다. 또한, 아라키도닉산(ARA, C20:4n-6) 혹은 에이코사펜타에노익산(EPA, C20:5n-3)의 경우, ARA를 도코사테트라에노익산(DTA, C22:4n-6)로, EPA를 도코사펜타에노익산(DPA, C22:5n-3)로 전환시켰다. DTA는 전체 지방산의 2.03%를 차지해 15,5%의 지방산사슬연장 전환율을 보였고, DPA는 전체 지방산의 4.41%를 차지해 47.5%의 지방산사슬연장 전환율을 보였다. 이를 통해 본 발명의 갯장어 유래 지방산 사슬연장효소 유전자 McELOVL5는 오메가-6 경로보다 오메가-3 경로에 대해 더 높은 기질 활성을 보임을 알 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the fatty acid chain extension enzyme gene obtained from P. pneumoniae was activated to convert from gamma-linolenic acid (GLA) to di-homo-gamma-linolenic acid (DGLA, C20: 3n-6) The product DGLA produced 3.97% of total fatty acids and showed a high substrate conversion of 64%. In the case of arachidonic acid (ARA, C20: 4n-6) or eicosapentaenoic acid (EPA, C20: 5n-3), ARA was replaced with docosatetraenoic acid (DTA, C22: , And EPA was converted to docosapentaenoic acid (DPA, C22: 5n-3). DTA accounted for 2.03% of total fatty acids and showed 15.5% fatty acid chain extension conversion. DPA accounted for 4.41% of total fatty acids and showed fatty acid chain extension conversion of 47.5%. From this result, it can be seen that the mature conger eel-derived fatty acid chain extension enzyme gene McELOVL5 has a higher substrate activity for the omega-3 pathway than the omega-6 pathway.

본 발명은 또한, 갯장어 유래의 지방산 사슬연장효소 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 식물 세포를 형질전환시키는 단계를 포함하는, 디-호모-감마리놀레익산(di-homo-gamma linolenic acid, DHLA), 도코사테트라에노익산(docosatetraenoic acid, DTA) 및 도코사펜타에노익산(docosapentaenoic acid, DPA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 고도불포화지방산을 생산하는 식물체의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 방법에서, 지방산 사슬연장효소 유전자는 전술한 바와 같다. The present invention also relates to a method for the production of di-homo-gamma linolenic acid (DHLA), which comprises the step of transforming a plant cell with a recombinant vector comprising a fatty acid chain- There is provided a method of producing a plant producing a highly unsaturated fatty acid selected from the group consisting of docosatetraenoic acid (DTA) and docosapentaenoic acid (DPA). In the method of the present invention, the fatty acid chain extension enzyme gene is as described above.

재조합 벡터의 바람직한 예는 아그로박테리움 투머파시엔스와 같은 적당한 숙주에 존재할 때 그 자체의 일부, 소위 T-영역을 식물 세포로 전이시킬 수 있는 Ti-플라스미드 벡터이다. 다른 유형의 Ti-플라스미드 벡터 (EP 0 116 718 B1호 참조)는 현재 식물 세포, 또는 잡종 DNA를 식물의 게놈 내에 적당하게 삽입시키는 새로운 식물이 생산될 수 있는 원형질체로 잡종 DNA 서열을 전이시키는데 이용되고 있다. Ti-플라스미드 벡터의 특히 바람직한 형태는 EP 0 120 516 B1호 및 미국 특허 제4,940,838호에 청구된 바와 같은 소위 바이너리(binary) 벡터이다. 본 발명에 따른 DNA를 식물 숙주에 도입시키는데 이용될 수 있는 다른 적합한 벡터는 이중 가닥 식물 바이러스(예를 들면, CaMV) 및 단일 가닥 바이러스, 게미니 바이러스 등으로부터 유래될 수 있는 것과 같은 바이러스 벡터, 예를 들면 비완전성 식물 바이러스 벡터로부터 선택될 수 있다. 그러한 벡터의 사용은 특히 식물 숙주를 적당하게 형질전환하는 것이 어려울 때 유리할 수 있다.A preferred example of a recombinant vector is a Ti-plasmid vector which is capable of transferring a so-called T-region to a plant cell when it is present in a suitable host such as Agrobacterium tumefaciens. Other types of Ti-plasmid vectors (see EP 0 116 718 B1) are currently used to transfer hybrid DNA sequences to plant cells or protoplasts in which new plants capable of properly inserting hybrid DNA into the plant's genome can be produced have. A particularly preferred form of the Ti-plasmid vector is a so-called binary vector as claimed in EP 0 120 516 B1 and U.S. Patent No. 4,940,838. Other suitable vectors that can be used to introduce the DNA according to the invention into the plant host include viral vectors such as those that can be derived from double-stranded plant viruses (e. G., CaMV) and single- For example, from non -complete plant virus vectors. The use of such vectors may be particularly advantageous when it is difficult to transform the plant host properly.

발현 벡터는 바람직하게는 하나 이상의 선택성 마커를 포함할 것이다. 상기 마커는 통상적으로 화학적인 방법으로 선택될 수 있는 특성을 갖는 핵산 서열로, 형질전환된 세포를 비형질전환 세포로부터 구별할 수 있는 모든 유전자가 이에 해당된다. 그 예로는 글리포세이트(glyphosate) 또는 포스피노트리신(phosphinothricin)과 같은 제초제 저항성 유전자, 카나마이신(kanamycin), G418, 블레오마이신(Bleomycin), 하이그로마이신(hygromycin), 클로람페니콜(chloramphenicol)과 같은 항생제 내성 유전자가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The expression vector will preferably comprise one or more selectable markers. The marker is typically a nucleic acid sequence having a property that can be selected by a chemical method, and includes all genes capable of distinguishing a transformed cell from a non-transformed cell. Examples include herbicide resistance genes such as glyphosate or phosphinothricin, antibiotics such as kanamycin, G418, Bleomycin, hygromycin, chloramphenicol, Resistant genes, but are not limited thereto.

본 발명의 재조합 벡터에서, 프로모터는 CaMV 35S, 액틴, 유비퀴틴, pEMU, MAS 또는 히스톤 프로모터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. "프로모터"란 용어는 구조 유전자로부터의 DNA 업스트림의 영역을 의미하며 전사를 개시하기 위하여 RNA 폴리머라아제가 결합하는 DNA 분자를 말한다. "식물 프로모터"는 식물 세포에서 전사를 개시할 수 있는 프로모터이다. "구성적(constitutive) 프로모터"는 대부분의 환경 조건 및 발달 상태 또는 세포 분화하에서 활성이 있는 프로모터이다. 형질전환체의 선택이 각종 단계에서 각종 조직에 의해서 이루어질 수 있기 때문에 구성적 프로모터가 본 발명에서 바람직할 수 있다. 따라서, 구성적 프로모터는 선택 가능성을 제한하지 않는다.In the recombinant vector of the present invention, the promoter may be CaMV 35S, actin, ubiquitin, pEMU, MAS, or histone promoter, but is not limited thereto. The term "promoter " refers to the region of DNA upstream from the structural gene and refers to a DNA molecule to which an RNA polymerase binds to initiate transcription. A "plant promoter" is a promoter capable of initiating transcription in plant cells. A "constitutive promoter" is a promoter that is active under most environmental conditions and developmental conditions or cell differentiation. Constructive promoters may be preferred in the present invention because the choice of transformants can be made by various tissues at various stages. Thus, constitutive promoters do not limit selectivity.

본 발명의 재조합 벡터에서, 통상의 터미네이터를 사용할 수 있으며, 그 예로는 노팔린 신타아제(NOS), 벼 α-아밀라아제 RAmy1 A 터미네이터, 파세올린(phaseoline) 터미네이터, 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)의 옥토파인(Octopine) 유전자의 터미네이터 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 터미네이터의 필요성에 관하여, 그러한 영역이 식물 세포에서의 전사의 확실성 및 효율을 증가시키는 것으로 일반적으로 알려져 있다. 그러므로, 터미네이터의 사용은 본 발명의 내용에서 매우 바람직하다.In the recombinant vector of the present invention, conventional terminators can be used. Examples thereof include nopaline synthase (NOS), rice α-amylase RAmy1 A terminator, phaseoline terminator, Agrobacterium tumefaciens (Agrobacterium tumefaciens ) Octopine gene terminator, but the present invention is not limited thereto. Regarding the need for terminators, it is generally known that such regions increase the certainty and efficiency of transcription in plant cells. Therefore, the use of a terminator is highly desirable in the context of the present invention.

식물의 형질전환은 DNA를 식물에 전이시키는 임의의 방법을 의미한다. 그러한 형질전환 방법은 반드시 재생 및(또는) 조직 배양 기간을 가질 필요는 없다. 식물 종의 형질전환은 이제는 쌍자엽 식물뿐만 아니라 단자엽 식물 양자를 포함한 식물 종에 대해 일반적이다. 원칙적으로, 임의의 형질전환 방법은 본 발명에 따른 잡종 DNA를 적당한 선조 세포로 도입시키는데 이용될 수 있다. 방법은 원형질체에 대한 칼슘/폴리에틸렌 글리콜 방법(Krens, F.A. et al., 1982, Nature 296, 72-74; Negrutiu I. et al., June 1987, Plant Mol. Biol. 8, 363-373), 원형질체의 전기천공법(Shillito R.D. et al., 1985 Bio/Technol. 3, 1099-1102), 식물 요소로의 현미주사법(Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen. Genet. 202, 179-185), 각종 식물 요소의 (DNA 또는 RNA-코팅된) 입자 충격법(Klein T.M. et al., 1987, Nature 327, 70), 식물의 침윤 또는 성숙 화분 또는 소포자의 형질전환에 의한 아그로박테리움 투머파시엔스 매개된 유전자 전이에서 (비완전성) 바이러스에 의한 감염(EP 0 301 316호) 등으로부터 적당하게 선택될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 방법은 아그로박테리움 매개된 DNA 전달을 포함한다. 특히 바람직한 것은 EP A 120 516호 및 미국 특허 제4,940,838호에 기재된 바와 같은 소위 이원 벡터 기술을 이용하는 것이다.Transformation of a plant means any method of transferring DNA to a plant. Such transformation methods do not necessarily have a regeneration and / or tissue culture period. Transformation of plant species is now common for plant species, including both terminal plants as well as dicotyledonous plants. In principle, any transformation method can be used to introduce the hybrid DNA according to the present invention into suitable progenitor cells. The method is based on the calcium / polyethylene glycol method for protoplasts (Krens, FA et al., 1982, Nature 296, 72-74; Negrutiu I. et al., June 1987, Plant Mol. Biol. 8, 363-373) (Shillito RD et al., 1985 Bio / Technol. 3, 1099-1102), microinjection into plant elements (Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen. Genet. 202,179-185 (Klein et al., 1987, Nature 327, 70), the infiltration of plants or the transformation of mature pollen or vesicles into Agrobacterium tumefaciens Infection by viruses (non-integrative) in virus-mediated gene transfer (EP 0 301 316), and the like. A preferred method according to the present invention comprises Agrobacterium mediated DNA delivery. Particularly preferred is the use of so-called binary vector techniques as described in EP A 120 516 and U.S. Pat. No. 4,940,838.

본 발명은 또한, 상기 방법에 의해 제조된 감마-리놀렌산 또는 스테아리돈산을 생산하는 식물체 및 이의 종자를 제공한다. The present invention also provides a plant producing gamma-linolenic acid or stearidic acid produced by the above method and seeds thereof.

본 발명에 따른 상기 식물체는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 대두, 감자, 밀, 팥, 귀리 및 수수로 이루어진 군에서 선택된 식량작물류; 애기장대, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 및 당근으로 이루어진 군에서 선택된 채소작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 및 유채로 이루어진 군에서 선택된 특용작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 및 바나나로 이루어진 군에서 선택된 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 및 튤립으로 이루어진 군에서 선택된 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 및 페레니얼라이그라스로 이루어진 군에서 선택된 사료작물류일 수 있다.The plant according to the present invention is selected from the group consisting of food crops selected from the group consisting of rice, wheat, barley, corn, soybean, potato, wheat, red bean, oats and millet; Vegetable crops selected from the group consisting of Arabidopsis, cabbage, radish, red pepper, strawberry, tomato, watermelon, cucumber, cabbage, melon, squash, onions, onions and carrots; Ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, beet, perilla, peanut and rapeseed; Apple trees, pears, jujubes, peaches, sheep grapes, grapes, citrus fruits, persimmons, plums, apricots and banana; Roses, gladiolus, gerberas, carnations, chrysanthemums, lilies and tulips; And feed crops selected from the group consisting of Ryegrass, Red Clover, Orchardgrass, Alpha Alpha, Tall Fescue, and Fereniallaigrus.

본 발명은 또한, 갯장어 유래의 지방산 사슬연장효소 유전자를 포함하는, 디-호모-감마리놀레익산(di-homo-gamma linolenic acid, DHLA), 도코사테트라에노익산(docosatetraenoic acid, DTA) 및 도코사펜타에노익산(docosapentaenoic acid, DPA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 고도불포화지방산을 생산하기 위한 조성물을 제공한다. 본 발명의 조성물에서, 상기 지방산 사슬연장효소 유전자는 전술한 바와 같다. 본 발명의 조성물은 유효 성분으로서 갯장어 유래의 지방산 사슬연장효소 유전자를 포함하며, 상기 지방산 사슬연장효소 유전자를 식물체에 형질전환시킴으로써 식물체에서 상기 고도불포화지방산을 생산할 수 있다.
The present invention also relates to a method for the production of a composition comprising di-homo-gamma linolenic acid (DHLA), docosatetraenoic acid (DTA) and the like, which comprises a fatty acid chain- Wherein the composition is selected from the group consisting of docosapentaenoic acid (DPA) and a polyunsaturated fatty acid. In the composition of the present invention, the fatty acid chain extension enzyme gene is as described above. The composition of the present invention contains a fatty acid chain extension enzyme gene derived from an eel of mackerel as an active ingredient, and the polyunsaturated fatty acid can be produced in a plant by transforming the fatty acid chain extension enzyme gene into a plant.

본 발명에 따른 지방산 사슬연장효소 유전자(McELOVL5)를 이용하여 고도불포화지방산을 합성할 수 있다. 또한 본 발명은 상기 유전자를 이용하여 오메가 지방산과 같은 고도불포화지방산을 생산하는 미생물 또는 식물을 제공하는 효과를 가진다. 구체적으로, 본 발명의 갯장어 유래의지방산 사슬연장효소 유전자를 유지 작물의 형질전환에 적용하여 부가가치가 높은 농업 소득 작목 개발에 활용할 수 있다.
The polyunsaturated fatty acid can be synthesized using the fatty acid chain extension enzyme gene ( McELOVL5 ) according to the present invention. Further, the present invention has the effect of providing a microorganism or a plant producing the highly unsaturated fatty acid such as omega fatty acid using the gene. Specifically, the present invention can be applied to the development of high value-added agricultural income crops by applying the fatty acid chain-extending enzyme gene derived from the mussels of the present invention to the transformation of oilseed crops.

도 1은 진핵세포에서 고도불포화지방산을 생합성하는 대체 경로를 나타낸 것이다.
도 2는 5'-RACE PCR 에 의한 지방산 사슬연장효소 유전자의 양방향 단편 분리를 보여준다.
도 3은 완전한 크기의 지방산 사슬연장효소 유전자 분리 및 제한효소 절단을 통한 유전자 삽입 및 그 크기를 확인한 것이다.
도 4는 갯장어(Muraenesox cinereus) 유래의 지방산 사슬연장효소 유전자의 염기서열 유사성 비교 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 갯장어(Muraenesox cinereus) 유래의 지방산 사슬연장효소 유전자의 미노산 유사성 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 지방산 사슬연장효소 유전자 발현용 효모 형질전환 운반체(pYES2-McELOVL5)의 제작 및 클로닝 확인을 나타낸다.
도 7은 최소배지에서 선발된 지방산 사슬연장효소 유전자 발현 운반체(pYES2-McELOVL5)의 효모 형질전환을 확인한 것이다.
도 8은 pYES2와 pYES2-McELOVL5 형질전환 효모의 기질 GLA에 대한 DGLA로의 전환을 분석한 지방산 가스크로마토그램이다.
도 9는 pYES2와 pYES2-McELOVL5 형질전환 효모의 기질 ARA에 대한 DTA로의 전환을 분석한 지방산 가스크로마토그램이다.
도 10은 pYES2와 pYES2-McELOVL5 형질전환 효모의 기질 EPA에 대한 DPA로의 전환을 분석한 지방산 가스크로마토그램이다.
Figure 1 shows an alternative pathway for biosynthesis of polyunsaturated fatty acids in eukaryotic cells.
Figure 2 shows the bi-directional fragmentation of the fatty acid chain extension enzyme gene by 5'-RACE PCR.
Fig. 3 shows the gene insertion and its size through fatty acid chain extension enzyme gene isolation and restriction enzyme cleavage of full size.
Fig. 4 shows a result of comparing the nucleotide sequence similarity of the fatty acid chain extension enzyme gene derived from mugwort ( Muraenesox cinereus) .
Fig. 5 shows the result of the analysis of the similarity of the amino acid sequence of the fatty acid chain extension enzyme gene derived from the mackerel ( Muraenesox cinereus) .
6 shows the production and cloning confirmation of a yeast transformation carrier (pYES2- McELOVL5 ) for expression of a fatty acid chain extension enzyme gene.
FIG. 7 shows the yeast transformation of the fatty acid chain extension enzyme gene expression carrier (pYES2- McELOVL5 ) selected in the minimal medium.
FIG. 8 is a fatty acid gas chromatogram obtained by analyzing the conversion of pYES2 and pYES2- McELOVL5 to DGLA for the substrate GLA.
9 is a fatty acid gas chromatogram obtained by analyzing the conversion of pYES2 and pYES2- McELOVL5 transformed yeast into DTA for substrate ARA.
10 is a fatty acid gas chromatogram obtained by analyzing the conversion of pYES2 and pYES2- McELOVL5 transformed yeast into DPA for substrate EPA.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

실시예Example 1: 갯장어( 1: mackerel ( MuraenesoxMuraenesox cinereuscinereus )) 로부터 지방산 사슬연장효소 유전자 분리 및 염기서열 분석Isolation and Sequence Analysis of Fatty Acid Chain Extension Enzymes from

갯장어(Muraenesox cinereus)로부터 지방산 사슬연장효소 유전자(McELOVL5)를 5'-, 3'-RACE 방법 (SMART RACE cDNA Amplification kit)을 이용 양 말단 단편을 분리, 부분 염기서열을 확인하고(도 2), 지방산 사슬연장효소 유전자(McELOVL5) 유전자의 전체 길이 클론을 확보할 수 있는 프라이머를 재작성 후 RACE-PCR 반응을 통하여 McELOVL5 유전자를 확보하였다. 확보된 McELOVL5 유전자는 pGEM T-Easy 벡터에 삽입 후 제한효소 절단(EcoRI)을 통하여 크기를 확인하고(도 3), 염기서열 분석을 실시하였다(서열번호 1). 염기서열 분석 결과 McELOVL5 유전자는 885 bp 크기의 ORF(Open reading frame)로 구성되어있음을 확인하였다. The partial sequence of the fatty acid chain extension gene ( McELOVL5 ) was isolated from the mackerel ( Muraenesox cinereus) using a 5'- and 3'-RACE method (SMART RACE cDNA Amplification kit) A primer capable of securing a full-length clone of the fatty acid chain extension gene ( McELOVL5 ) gene was rewritten and then subjected to RACE-PCR to obtain McELOVL5 Gene. Obtained McELOVL5 The gene was inserted into the pGEM T-Easy vector, and its size was confirmed by restriction enzyme digestion ( EcoRI ) (FIG. 3) and sequenced (SEQ ID NO: 1). Sequence analysis revealed that McELOVL5 gene was composed of ORF (Open reading frame) of 885 bp size.

갯장어 뇌로부터 얻은 지방산 사슬연장효소 유전자는 DNA 염기서열 상에서 빨간색으로 표시한 4 곳에서의 차이를 보였다(도 4의 McELO-12). 이는 아미노산 서열에서는 기존에 알려진 AsELOVL5(Acanthopagrus schlegelii, GenBank accession no gb1218654) 및 SsElovl5b(Salmo salar, GenBank Accession no. gb|FG237531|)의 102번째와 160번째 두 곳의 차이만을 보였다. 나머지 부분들은 사슬연장효소의 특징이 갖는 5개의 막투과-스패닝 도메인(transmembrane-spanning domain)(도 5의 1-5로 표시)과 사슬연장 효소 활성을 촉진하는 단일의 히스티딘 박스(도 5의 점선으로 표시)가 있는 것이 기존의 밝혀진 사슬연장효소와 동일하였다(도 5의 McELO-12).
The fatty acid chain elongase gene obtained from the P. japonicus brain showed a difference in four places indicated by red in the DNA sequence (McELO-12 in FIG. 4). In the amino acid sequence, only the difference between the 102nd and 160th positions of the previously known AsELOVL5 (Acanthopagrus schlegelii, GenBank accession no gb1218654) and SsElovl5b (Salmo salar, GenBank Accession No. gb | FG237531 | The remainder consisted of five transmembrane-spanning domains (designated 1-5 in FIG. 5) with the characteristics of a chain extension enzyme and a single histidine box promoting chain extension enzyme activity (Fig. 5, McELO-12). As shown in Fig.

실시예 2: 지방산 사슬연장효소 유전자의 효모(Example 2 Yeast of Fatty Acid Chain Extension Gene ( Saccharomyces cerevisiaeSaccharomyces cerevisiae )) 발현 형질전환 운반체 제작 및 형질전환 확인Construction of transgenic expression vectors and confirmation of transformation

갯장어로로부터 분리한 사슬연장효소 유전자(McELOVL5)를 효모(Saccharomyces cerevisiae) 발현 운반체인 pYES2에 제한효소 BamHI와 EcoRI 를 이용하여 삽입하였다. 삽입된 여부의 확인은 pYES-McELOVL5 운반체를 동일한 제한효소 절단을 통하여 확인하였다(도 6).The chain extension enzyme gene ( McELOVL5) isolated from mackerel was inserted into pYES2 ( Saccharomyces cerevisiae ) expressing carrier using restriction enzymes BamH I and EcoR I. Confirmation of insertion was confirmed by the same restriction enzyme cleavage of pYES- McELOVL5 carrier (FIG. 6).

구축된 벡터는 리튬 아세테이트(lithium acetate)법을 이용하여 효모에 형질전환되고 우라실(uracil)이 결핍된 최소 배지에서 선발되었다. 선발된 클론은 PCR 분석을 통하여 대조군인 벡터만 있는 pYES2와 비교하여 삽입된 McELOVL5 유전자가 있음을 확인하였고, 이 클론들을 다시 대장균에 역 형질전환하여 올바른 클론임을 확인하였다(도 7).
The constructed vector was transformed into yeast using lithium acetate method and selected in the minimal medium lacking uracil. The selected clones were confirmed to contain the inserted McELOVL5 gene by comparison with pYES2 containing only the control vector, and the clones were reverse-transformed into E. coli to confirm that they were correct clones (FIG. 7).

실시예 3: 지방산 사슬연장효소 유전자 형질전환 효모의 탄소 사슬 C18로부터 C22로까지의 사슬 연장 확인Example 3: Confirmation of chain extension from carbon chain C18 to C22 of a fatty acid chain extension enzyme gene-transforming yeast

지방산 사슬연장효소 유전자(McELOVL5)가 삽입된 효모(pYES2-McELOVL5)를 이용한 McELOVL5 유전자의 기능을 확인하기 위하여 우라실 결핍 및 라피노스/갈락토스를 첨가한 배지에서 28℃ 조건으로 종균 배양(seed culture) 하였다. 종균 배양액을 새로운 배지에 최종농도 OD600=0.5가 되도록 계대하고 기질인 감마-리놀레익산(GLA, C18:3 n-6) 혹은 아라키도닉산(ARA, C20:4, n-6), 에이코사펜타에노익산(EPA, C20:5 n-3)을 각각 최종 농도 0.5 mM 되게 첨가하고, 기질이 배지에 잘 융합하도록 0.1%(v/v) 테르지톨(tergitol) NP-40을 첨가하였다. 20℃에서 3일간, 15℃에서 3일간 공동배양하여 추가된 기질로부터 새로운 산물로의 전환을 유도하였다. 대조구는 pYES2 운반체만 형질전환된 효모를 이용하였다. In order to confirm the function of McELOVL5 gene using yeast (pYES2- McELOVL5 ) inserted with fatty acid chain extension enzyme gene ( McELOVL5) , seed culture was carried out at 28 ° C in a medium supplemented with uracil deficiency and raffinose / galactose. (GLA, C18: 3 n-6) or arachidonic acid (ARA, C20: 4, n-6) and Eikosha Co., Ltd. were added to the new medium to a final concentration of OD600 = 0.5. (EPA, C20: 5 n-3) were respectively added to a final concentration of 0.5 mM and 0.1% (v / v) tergitol NP-40 was added so that the substrate fused well in the medium. Co-cultivation for 3 days at 20 &lt; 0 &gt; C and for 3 days at 15 &lt; 0 &gt; C resulted in the conversion of the added substrate to the new product. For the control, only yeast transformed with pYES2 carrier was used.

갯장어 뇌로부터 얻은 지방산 사슬연장효소 활성을 확인하기 위하여 피딩 테스트(feeding test)를 하였다. pYES2-McELOVL5(12-4)와 대조군 pYES2을 포함하는 효모 형질전환체를 2% 갈락토오스를 함유하는 배양액에 탄소 사슬 18개인 감마-리놀레닉산(GLA, C18:3n-6)를 첨가하여 유전자 발현에 의한 첨가된 지방산의 사슬연장을 분석하였다. 도 8 및 표 1에 나타난 것과 같이, 그 결과 pYES2-McELOVL5(11-7)는 GLA로부터 디-호모-감마리놀레닉산(DGLA, C20:3n-6)로 전환이 일어났고, 생성물 DGLA가 전체 지방산의 3.97%를 생산하여 64%의 높은 기질 전환율을 보였다.A feeding test was conducted to confirm the activity of fatty acid chain extension enzymes obtained from P. gingivalis. Yeast transformants containing pYES2-McELOVL5 (12-4) and control pYES2 were transformed with gamma-linolenic acid (GLA, C18: 3n-6) with 18 carbon chains in a culture medium containing 2% Chain extension of fatty acids added. As shown in FIG. 8 and Table 1, the result was that pYES2-McELOVL5 (11-7) was converted from GLA to di-homo-gum marinolenic acid (DGLA, C20: 3n-6) 3.97% of fatty acids were produced and showed 64% higher substrate conversion.

pYES2-McELOVL5(12-4)에 대한 탄소사슬 20개에 대한 기질 검정 실험을 하였다. 기질 아라키도닉산(ARA, C20:4n-6) 혹은 에이코사펜타에노익산(EPA, C20:5n-3)을 넣어 주었을 때 pYES2-McELOVL5(12-4) 효모 형질전환체는 지방산 사슬연장효소 활성을 나타내어 기질 ARA를 도코사테트라에노익산(DTA, C22:4n-6) (도 9)로, EPA를 도코사펜타에노익산(DPA, C22:5n-3)(도 10)으로 전환시켰다. 다시 표 1을 보면, DTA는 전체 지방산의 2.03%를 차지해 15,5%의 지방산사슬연장 전환율을 보였다. DPA는 전체 지방산의 4.41%를 차지해 47.5%의 지방산사슬연장 전환율을 보였다. 따라서 본 발명의 갯장어 유래 지방산 사슬연장효소 유전자 McELOVL5는 오메가-6 경로보다 오메가-3 경로에 대해 더 높은 기질 활성을 보임을 알 수 있다.
A substrate test for 20 carbon chains against pYES2-McELOVL5 (12-4) was performed. When the substrate arachidonic acid (ARA, C20: 4n-6) or eicosapentaenoic acid (EPA, C20: 5n-3) was added, the yeast transformant pYES2-McELOVL5 (12-4) (DPA, C22: 5n-3) (FIG. 10) with the substrate ARA as docosatetraenoic acid (DTA, C22: 4n-6) (FIG. 9) and the EPA to the docosapentaenoic acid . Again, Table 1 shows that DTA accounts for 2.03% of total fatty acids and 15.5% fatty acid chain extension conversion. DPA accounted for 4.41% of total fatty acids and 47.5% fatty acid chain extension conversion. Therefore, it can be seen that the marshmallow- derived fatty acid chain extension enzyme gene McELOVL5 of the present invention shows a higher substrate activity for the omega-3 pathway than the omega-6 pathway.

Figure 112012096766089-pat00001
Figure 112012096766089-pat00001

(상기 표의 지방산 항목에서 "16:0"을 예로 들면, 16은 탄소사슬의 개수, 뒤의 번호는 불포화도를 나타낸다. 즉, 0은 포화지방산, 1,2 등은 불포화지방산을 의미한다.) (In the table, "16: 0" is taken as an example in the table, the number 16 represents the number of carbon chains, and the numbers after the unsaturation indicate unsaturated fatty acids.

이상 살펴본 바와 같이, 지방산 사슬연장효소 유전자를 효모발현 운반체인 pYES2의 갈락토오스 유도 프로모터의 조절을 받도록 운반체(pYES2-McELOVL5)를 제작하여 효모에 형질전환하고 기질인 GLA 혹은 ARA, EPA를 첨가하여 배양했을 때, 대조구에서는 생합성되지 않는 DGLA와 DTA, DPA가 각각 합성되어짐을 확인하였다.As described above, a carrier (pYES2-McELOVL5) was prepared so that the fatty acid chain extension enzyme gene was regulated by the galactose-inducible promoter of pYES2, which is a yeast expression carrier, and transformed into yeast and cultured by adding GLA, ARA and EPA as substrates DGLA, DTA and DPA were synthesized in the control.

<110> REPUBLIC OF KOREA <120> FATTY ACID CHAIN ELONGASE GENE FROM MURAENESOX CINEREUS AND USES THEREOF <130> P120988 <160> 2 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 885 <212> DNA <213> Muraenesox cinereus <400> 1 atggaaatgt ttaaccacag gctaaataca tatatcgatt catggatggg acccagagat 60 cagagggtca gaggctggct ccttttggat gactaccctc caacgtttgc actcacggta 120 gcgtacctgc tgatcgtttg gatgggacca aagtacatga aaaacagaca gcccttctcc 180 tgcagaggtc tgctggtggt ctacaacctc gggctcaccc tgctgtccct gtacatgttc 240 tgcgagctgg tgaatggtat gtggcagggg aactacaact tcttctgcca gaacacacac 300 agcgttggag aggctgacac aaagatcata aacgtcctct ggtggtacta cttctccaag 360 ctcatcgagt tcatggacac cttcttcttc atcctgcgga agaacaacca ccagatcacc 420 ttcctgcacg tgtaccacca cgccagcatg ctcaacatct ggtggttcgt catgaactgg 480 gtgccgtgcg gacactcata ttttggcgcc tccctcaaca gcttcatcca cgtcctgatg 540 tactcgtact acggcctgtc cgccatcccc gccctgcggc cttacctctg gtggaagaaa 600 tacatcactc agggtcagct gatccagttt gttatgacca tgactcagac tagctgtgct 660 gtggtctggc cttgtgggtt ccctatgggc tggctgtact tccagatcag ctacatggtc 720 acgctaatcg cacttttctc aaacttctac atacagacct atcagaagca gggagccttc 780 agaaggaaag agcatcagaa cggctctgcg gcggccatga acgggcattc caacggggtg 840 tcgcccgctg aagacctaac gcgtaggaaa ctgagggtag actga 885 <210> 2 <211> 294 <212> PRT <213> Muraenesox cinereus <400> 2 Met Glu Met Phe Asn His Arg Leu Asn Thr Tyr Ile Asp Ser Trp Met 1 5 10 15 Gly Pro Arg Asp Gln Arg Val Arg Gly Trp Leu Leu Leu Asp Asp Tyr 20 25 30 Pro Pro Thr Phe Ala Leu Thr Val Ala Tyr Leu Leu Ile Val Trp Met 35 40 45 Gly Pro Lys Tyr Met Lys Asn Arg Gln Pro Phe Ser Cys Arg Gly Leu 50 55 60 Leu Val Val Tyr Asn Leu Gly Leu Thr Leu Leu Ser Leu Tyr Met Phe 65 70 75 80 Cys Glu Leu Val Asn Gly Met Trp Gln Gly Asn Tyr Asn Phe Phe Cys 85 90 95 Gln Asn Thr His Ser Val Gly Glu Ala Asp Thr Lys Ile Ile Asn Val 100 105 110 Leu Trp Trp Tyr Tyr Phe Ser Lys Leu Ile Glu Phe Met Asp Thr Phe 115 120 125 Phe Phe Ile Leu Arg Lys Asn Asn His Gln Ile Thr Phe Leu His Val 130 135 140 Tyr His His Ala Ser Met Leu Asn Ile Trp Trp Phe Val Met Asn Trp 145 150 155 160 Val Pro Cys Gly His Ser Tyr Phe Gly Ala Ser Leu Asn Ser Phe Ile 165 170 175 His Val Leu Met Tyr Ser Tyr Tyr Gly Leu Ser Ala Ile Pro Ala Leu 180 185 190 Arg Pro Tyr Leu Trp Trp Lys Lys Tyr Ile Thr Gln Gly Gln Leu Ile 195 200 205 Gln Phe Val Met Thr Met Thr Gln Thr Ser Cys Ala Val Val Trp Pro 210 215 220 Cys Gly Phe Pro Met Gly Trp Leu Tyr Phe Gln Ile Ser Tyr Met Val 225 230 235 240 Thr Leu Ile Ala Leu Phe Ser Asn Phe Tyr Ile Gln Thr Tyr Gln Lys 245 250 255 Gln Gly Ala Phe Arg Arg Lys Glu His Gln Asn Gly Ser Ala Ala Ala 260 265 270 Met Asn Gly His Ser Asn Gly Val Ser Pro Ala Glu Asp Leu Thr Arg 275 280 285 Arg Lys Leu Arg Val Asp 290 <110> REPUBLIC OF KOREA <120> FATTY ACID CHAIN ELONGASE GENE FROM MURAENESOX CINEREUS AND USES          THEREOF <130> P120988 <160> 2 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 885 <212> DNA <213> Muraenesox cinereus <400> 1 atggaaatgt ttaaccacag gctaaataca tatatcgatt catggatggg acccagagat 60 cagagggtca gaggctggct ccttttggat gactaccctc caacgtttgc actcacggta 120 gcgtacctgc tgatcgtttg gatgggacca aagtacatga aaaacagaca gcccttctcc 180 tgcagaggtc tgctggtggt ctacaacctc gggctcaccc tgctgtccct gtacatgttc 240 tgcgagctgg tgaatggtat gtggcagggg aactacaact tcttctgcca gaacacacac 300 agcgttggag aggctgacac aaagatcata aacgtcctct ggtggtacta cttctccaag 360 ctcatcgagt tcatggacac cttcttcttc atcctgcgga agaacaacca ccagatcacc 420 ttcctgcacg tgtaccacca cgccagcatg ctcaacatct ggtggttcgt catgaactgg 480 gtgccgtgcg gacactcata ttttggcgcc tccctcaaca gcttcatcca cgtcctgatg 540 tactcgtact acggcctgtc cgccatcccc gccctgcggc cttacctctg gtggaagaaa 600 tacatcactc agggtcagct gatccagttt gttatgacca tgactcagac tagctgtgct 660 gtggtctggc cttgtgggtt ccctatgggc tggctgtact tccagatcag ctacatggtc 720 acgctaatcg cacttttctc aaacttctac atacagacct atcagaagca gggagccttc 780 agaaggaaag agcatcagaa cggctctgcg gcggccatga acgggcattc caacggggtg 840 tcgcccgctg aagacctaac gcgtaggaaa ctgagggtag actga 885 <210> 2 <211> 294 <212> PRT <213> Muraenesox cinereus <400> 2 Met Glu Met Phe Asn His Arg Leu Asn Thr Tyr Ile Asp Ser Trp Met   1 5 10 15 Gly Pro Arg Asp Gln Arg Val Val Gly Trp Leu Leu Leu Asp Asp Tyr              20 25 30 Pro Pro Thr Phe Ala Leu Thr Val Ala Tyr Leu Leu Ile Val Trp Met          35 40 45 Gly Pro Lys Tyr Met Lys Asn Arg Gln Pro Phe Ser Cys Arg Gly Leu      50 55 60 Leu Val Val Tyr Asn Leu Gly Leu Thr Leu Leu Ser Leu Tyr Met Phe  65 70 75 80 Cys Glu Leu Val Asn Gly Met Trp Gln Gly Asn Tyr Asn Phe Phe Cys                  85 90 95 Gln Asn Thr His Ser Val Gly Glu Ala Asp Thr Lys Ile Ile Asn Val             100 105 110 Leu Trp Trp Tyr Tyr Phe Ser Lys Leu Ile Glu Phe Met Asp Thr Phe         115 120 125 Phe Phe Ile Leu Arg Lys Asn Asn His Gln Ile Thr Phe Leu His Val     130 135 140 Tyr His His Ala Ser Met Leu Asn Ile Trp Trp Phe Val Met Asn Trp 145 150 155 160 Val Pro Cys Gly His Ser Tyr Phe Gly Ala Ser Leu Asn Ser Ser Phe Ile                 165 170 175 His Val Leu Met Tyr Ser Tyr Tyr Gly Leu Ser Ala Ile Pro Ala Leu             180 185 190 Arg Pro Tyr Leu Trp Trp Lys Lys Tyr Ile Thr Gln Gly Gln Leu Ile         195 200 205 Gln Phe Val Met Thr Met Thr Gln Thr Ser Cys Ala Val Val Trp Pro     210 215 220 Cys Gly Phe Pro Met Gly Trp Leu Tyr Phe Gln Ile Ser Tyr Met Val 225 230 235 240 Thr Leu Ile Ala Leu Phe Ser Asn Phe Tyr Ile Gln Thr Tyr Gln Lys                 245 250 255 Gln Gly Ala Phe Arg Arg Lys Glu His Gln Asn Gly Ser Ala Ala Ala             260 265 270 Met Asn Gly His Ser Asn Gly Val Ser Pro Ala Glu Asp Leu Thr Arg         275 280 285 Arg Lys Leu Arg Val Asp     290

Claims (17)

서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 갯장어(Muraenesox cinereus) 유래의 지방산 사슬연장효소 단백질.
A fatty acid chain extension enzyme protein derived from the myrtle ( Muraenesox cinereus ) comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
제1항의 단백질을 코딩하는 유전자.
A gene encoding the protein of claim 1.
제2항에 있어서,
상기 유전자는 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 것인 유전자.
3. The method of claim 2,
Wherein the gene is a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
제2항의 유전자를 포함하는 재조합 벡터.
A recombinant vector comprising the gene of claim 2.
제4항에 있어서,
상기 재조합 벡터는 도 6에 기재된 pYES2-McELOVL5 벡터인 재조합 벡터.
5. The method of claim 4,
The recombinant vector is the pYES2- McELOVL5 vector described in Fig.
제4항의 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포.
A host cell transformed with the recombinant vector of claim 4.
제6항에 있어서,
상기 숙주세포는 효모인 형질전환된 숙주세포.
The method according to claim 6,
Wherein the host cell is a yeast.
서열번호 1의 염기서열로 이루어진 갯장어 유래의 지방산 사슬연장효소 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 숙주세포를 형질전환시키는 단계를 포함하는, 숙주세포에서 디-호모-감마리놀레익산(di-homo-gamma linolenic acid, DHLA), 도코사테트라에노익산(docosatetraenoic acid, DTA) 및 도코사펜타에노익산(docosapentaenoic acid, DPA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 고도불포화지방산의 생산 방법.
Homo-gamma (D-homo-gamma) gene in a host cell, which comprises transforming a host cell with a recombinant vector comprising a mackerel-derived fatty acid chain extension gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: wherein the polyunsaturated fatty acid is selected from the group consisting of linolenic acid, DHLA, docosatetraenoic acid (DTA), and docosapentaenoic acid (DPA).
제8항에 있어서,
상기 고도불포화지방산은 감마-리놀레익산(gamma-linolenic acid, GLA)의 탄소 사슬이 연장되어 생산된 디-호모-감마리놀레익산(di-homo-gamma linolenic acid, DHLA)인 고도불포화지방산의 생산 방법.
9. The method of claim 8,
The polyunsaturated fatty acid is a polyunsaturated fatty acid which is a di-homo-gamma linolenic acid (DHLA) produced by extending the carbon chain of gamma-linolenic acid (GLA) Production method.
제8항에 있어서,
상기 고도불포화지방산은 아라키도닉산(arachidonic acid, ARA)의 탄소 사슬이 연장되어 생산된 도코사테트라에노익산(docosatetraenoic acid, DTA)인 고도불포화지방산의 생산 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein said polyunsaturated fatty acid is docosatetraenoic acid (DTA) produced by extending the carbon chain of arachidonic acid (ARA).
제8항에 있어서,
상기 고도불포화지방산은 에이코사펜타에노익산(eicosapentaenoic acid, EPA)의 탄소 사슬이 연장되어 생산된 도코사펜타에노익산(docosapentaenoic acid, DPA)인 고도불포화지방산의 생산 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein said polyunsaturated fatty acid is docosapentaenoic acid (DPA) produced by extending the carbon chain of eicosapentaenoic acid (EPA).
삭제delete 제8항에 있어서,
상기 숙주세포는 효모인 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein said host cell is yeast.
서열번호 1의 염기서열로 이루어진 갯장어 유래의 지방산 사슬연장효소 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 식물 세포를 형질전환시키는 단계를 포함하는, 디-호모-감마리놀레익산(di-homo-gamma linolenic acid, DHLA), 도코사테트라에노익산(docosatetraenoic acid, DTA) 및 도코사펜타에노익산(docosapentaenoic acid, DPA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 고도불포화지방산을 생산하는 식물체의 제조 방법.
A step of transforming a plant cell with a recombinant vector comprising a myrtle-derived fatty acid chain extension enzyme gene comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, wherein the di-homo-gamma linolenic acid, DHLA, docosatetraenoic acid (DTA), and docosapentaenoic acid (DPA). &Lt; Desc / Clms Page number 2 &gt;
제14항의 방법에 의해 제조된, 디-호모-감마리놀레익산(di-homo-gamma linolenic acid, DHLA), 도코사테트라에노익산(docosatetraenoic acid, DTA) 및 도코사펜타에노익산(docosapentaenoic acid, DPA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 고도불포화지방산을 생산하는 식물체.
A pharmaceutical composition comprising a di-homo-gamma linolenic acid (DHLA), docosatetraenoic acid (DTA), and docosapentaenoic acid (DTA) prepared by the method of claim 14, acid, DPA). &lt; / RTI &gt;
제15항에 따른 식물체의 종자.
15. A plant seed according to claim 15.
서열번호 1의 염기서열로 이루어진 갯장어 유래의 지방산 사슬연장효소 유전자를 포함하는, 디-호모-감마리놀레익산(di-homo-gamma linolenic acid, DHLA), 도코사테트라에노익산(docosatetraenoic acid, DTA) 및 도코사펜타에노익산(docosapentaenoic acid, DPA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 고도불포화지방산을 생산하기 위한 조성물.(DHLA), docosatetraenoic acid (DHA), or the like, which comprises the mature codfish-derived fatty acid chain extension enzyme gene comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: DTA) and docosapentaenoic acid (DPA). &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 8. &lt; / RTI &gt;
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