초록
Linoleic acid를 linolenic acid로 전환시키는 지방산불포화효소의 유전자(fad3)를 유채의 fad3 DNA probe를 이용한 plaque hybridization방법으로 $\lambda$ZAPII Arabidopsis thaliana cDNA expression library로부터 분리하였으며 1.8 kb-EcoRI DNA조각을 지니는 lambda clone을 pGEM7으로 subcloning하여 염기서열을 분석하였다. 그 결과로부터의 아미노산서열분석에 의하면 fad3 유전자는 open reading frame이 386개의 아미노산으로 이루어졌으며 44,075 Da의 분자량이 예측되고 있다. 엽록체의 $\omega$-3 지방산불포화효소(fad7)와 endoplasmic reticulum의 지방산불포화효소(fad2)와의 비교시 각각 70%와 58%의 유사성이 나타났다. 특히 82-151의 아미노산서열과 276-333의 아미노산지역은 보존성이 높았으며 이는 불포화지방산효소의 기능에 필수적인 지역으로 보여진다. 한편 대장균을 이용한 IPTG에 의한 Fad3단백질의 유도생성은 대장균의 생육에 독성효과를 나타내는 것으로 나타났다.
For the molecular genetic study of cold tolerance mechanism in plants, a cDNA encoding fatty acid desaturase (fad3), converting linoleic acid (18:2, $\omega$-6) to linolenic acid (18:3, $\omega$-3), was isolated from $\lambda$ZAPII Arabidopsis thaliana cDNA expression library by plaque hybridization using fad3 cDNA probe derived from Brassica napus. A 1.8 kb-EcoRI fragment from a lambda clone showing a strong positive hybridization signal was subcloned into pGEM7 and analyzed for its nucleotide sequence. From deduced amino acid sequences, the fad3 gene was revealed to have an open reading frame(ORF) consisting of 386 amino acids with a molecular mass of 44,075 Da. The fad3 gene was compared to chloroplast $\omega$-3 fatty acid desaturase (fad7) and endoplasmic reticulum Δ12 fatty acid desaturase (fad2) to show 70% and 58% amino acid sequence homology, respectively, Especially, amino acids of internal (82 to 151) and carboxy terminal (276 to 333) regions were highly conserved, implying their requisite role for enzymatic functioning of fatty acid desaturases. IPTG-induced fad3 cDNA expression in E. coli cells was suggested to be toxic to bacterial growth.