雨生红球藻caleosin基因的克隆、序列分析及表达特性

朱 琴，张宏江，张春辉，崔红利，薛金爱，李润植

（山西农业大学农学院分子农业与生物能源研究所，太谷 030801）

雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）是一种单细胞真核绿藻，在分类学上属于绿藻门（Chlorophyta）、红球藻属（Haematococcus）［1］。雨生红球藻细胞在适宜环境条件下为含少量虾青素的绿色游动形态，逆境条件下（如高光、高温、高盐）转变为富含虾青素的红色不动细胞［2-3］。虾青素（astaxanthin）是一种红色酮式类胡萝卜素，其抗氧化活性远大于类胡萝卜素和天然维生素E，被誉为“超级抗氧化剂”［4-5］。雨生红球藻是目前已知的虾青素含量最高的物种，在胁迫条件下虾青素含量最高可达到细胞干重的6%［6］，因此被认为是提取天然虾青素的理想材料［7］。

雨生红球藻虾青素主要是以酯化形式（虾青素单酯和双酯）存在，存储于油体中［8］。油体又称脂滴或脂质体，是高等植物种子、花粉、裸子植物种子、真菌和藻类中储存中性脂质的细胞器［9-10］。油体主要分为三酰甘油（triacylglycerols, TAG）内层，磷脂单分子（phospholipids, PL）外层及镶嵌其中的油体结合蛋白。目前在不同种子的油体中已鉴定出3类完整的油体结合蛋白，即油蛋白（oleosin）、钙蛋白（caleosin）和甾体蛋白（steroleosin）［11］，它们广泛存在于高等植物和藻类的油体中［12］。

油体结合caleosin和oleosin的结构相似，都具有稳定油体的功能［13］，形成差异的原因主要是这2种蛋白的3个结构域的长度不同：caleosin和oleosin分别有85%和55%的残基在其N末端和C末端结构域中突出，并覆盖于油体表面，其余15%和45%的残基位于中央疏水结构域［14］。据推测，当使用相同量的三酰甘油时，等量的caleosin比oleosin能覆盖更多的油体表面积，可见caleosin似乎是比oleosin更有效（或经济）的结构蛋白［15］。……