ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การแยกและการศึกษาคุณสมบัติของเบต้ากลูโคซิเดสจากข้าว

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การแยกและการศึกษาคุณสมบัติของเบต้ากลูโคซิเดสจากข้าว
นักวิจัย : เจมส์ เกตุทัต-คาร์นส์
คำค้น : beta-glucosidase , gene expression , recombinant protein , rice , substrate-specificity , การแสดงออกของยีน , ข้าว , ความจำเพาะต่อสับสเตรต , รีคอมบิแนนท์โปรตีน , เบต้ากลูโคซิเดส
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2547
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=BGJ4380034 , http://research.trf.or.th/node/165
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

เพื่อความเข้าใจในชีวเคมีของข้าวซึ่งเป็นพืชอาหารหลักของประเทศไทย จึงนำมาสู่การศึกษาเอนไซม์เบต้ากลูโคซิเดส ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่มีคุณสมบัติในเร่งปฏิกิริยาการแยกสลายด้วยน้ำ เพื่อแยกโมเลกุลกลูโคสออกจากสารประกอบคาร์โบไฮเดรท และแอลคิลกลูโคไซด์ เอนไซม์นี้มีบทบาทสำคัญหลายอย่างในพืช ได้แก่ การสร้างและย่อยสลายผนังเซลล์ การป้องกันเซลล์พืชจากการถูกบุกรุกโดยสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ โดยปล่อยโฮโดรเจนไซยาไนด์ออกจากสารประกอบกลูโคไซด์ กระตุ้นการทำงานของฮอร์โมนพืช และปลดปล่อยสารประกอบต่าง ๆ ที่ต่ออยู่กับโมเลกุลกลูโคส ให้อยู่ในรูปที่ทำงานได้ ได้ศึกษาพบโครงสร้างและลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีนเบต้ากลูโคซิเดส จำนวน 15 ยีน ในฐานข้อมูลยีโนมข้าวของบริษัท Monsanto โดยใช้การเปรียบเทียบข้อมูลกับยีนเบต้ากลูโคซิเดสอื่น ๆ ได้ใช้การโคลนนิ่งเพื่อเพิ่มจำนวน cDNA ขนาดเต็มสาย ของเบต้ากลูโคซิเดสของข้าว 2 ไอโซไซม์ ซึ่งได้ให้ชื่อ bglu1 และ bglu 2 จาก Northern Analysis พบว่า bglu1 แสดงออกมากในส่วนใบของต้นอ่อน และดอกในระยะที่มีการออกดอก ในขณะที่ bglu 2 แสดงออกมากในส่วนของใบของต้นอ่อน ได้ผลิตเบต้ากลูโคซิเดสในรูปรีคอมบิแนนท์โปรตีนซึ่งต่ออยู่กับโปรตีนไทโอรีดอกซิน โปรตีนที่ผลิตได้จาก cDNA ของ bgly1 ได้นำมาศึกษาคุณสมบัติในการเร่งปฏิกิริยา พบว่าเอนไซม์นี้ย่อยสลายสารประกอบ pNP-?-D-glucoside และ pNP-?-D-fucoside ได้ดีที่สุด รวมถึง ?-O-linked glycosides อื่น ๆ จากการทดสอบกับสารประกอบกลูโคไซด์ในธรรมชาติ พบว่าเอนไซม์นี้ย่อยสลาย laminaribiose, cellotriose, and cellotetraose ได้ดีที่สุดและยังสามารถนำเอากลูโคสเข้าเชื่อมต่อโมเลกุลน้ำของ laminaribiose laminaritriose และ cellotetraose ให้เป็นโอลิโกแซคคาไรด์ที่มีขนาดยาวขึ้นได้ เอนไซม์สามารถย่อยสลาย pyridoxine-5’-O-glucoside สารประกอบไซยาโนกลูโคไซด์ และ แอลคิลกลูโคไซด์อื่น ๆ ได้เล็กน้อย ลักษณะเฉพาะในการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซด์นี้ ทำให้เกิดความน่าสนใจในการศึกษาต่อไปในอนาคต ในการหาความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและหน้าที่ของเอนไซม์ การประยุกต์ใช้ในการสังเคราะห์โอลิโกแซคคาไรด์ และไกลโคไซด์ และการนำเอนไซม์ไปใช้กับพืชอาหารเพื่อช่วยเพิ่มสารอาหาร เช่น วิตามินบี 6 รวมถึงศึกษาการแสดงออกของยีน โครงสร้างและหน้าที่ของยีนในกลุ่มนี้ In order to understand the biochemistry of rice, Thailand’s main food crop, ?-glucosidase genes were investigated. ?-glucosidases are enzymes that hydrolyze nonreducing glucose residues from carbohydrates and alkyl glucosides. They play important roles in plants, including cell wall recycling, release of defense compounds like HCN, activation of phytohormones, and release of various metabolites from nonreactive glycoside storage forms. Fifteen total ?-glucosidase genes were predicted from the Monsanto rice genome database and their gene structures determined by a local sequence alignment search with known ?-glucosidase sequences. We have cloned full-coding-region (CDS) cDNAs for two glycosyl hydrolase family 1 ?-glucosidases from rice, bglu1 and bglu2. Northern blot analysis indicated that bglu1 is most highly expressed in germinating shoot and flower, while bglu2 was mainly seen in germinating shoot. Recombinant expression of the bglu1 cDNA to produce a thioredoxin fusion protein of BGlu1, allowed characterization of its catalytic properties. The recombinant BGlu1 hydrolyzed pNP-?-D-glucoside and pNP-?-D-fucoside best, but also other ?-O-linked glycosides. Of the natural substrates tested, laminaribiose, cellotriose, and cellotetraose were the best substrates. Laminaribiose, laminaritriose, and cellotetraose were also transglucosylated to make longer oligosaccharides. BGlu1 also hydrolyzed pyridoxine-5’-O-?-D-glucoside and, to a lesser extent, certain cyanogenic and alkyl ?-glucosides. The unique catalytic properties and specificity of BGlu1 make it a good candidate for structure-function studies and for application for production of oligosaccharides and glycosides and treatment of plant materials to improve the nutritional availability of vitamin B6 and other nutrients in future studies. In addition, characterization of the expression, structure and function of this gene family will be a major task in the future, which has begun with this project.

บรรณานุกรม :
เจมส์ เกตุทัต-คาร์นส์ . (2547). การแยกและการศึกษาคุณสมบัติของเบต้ากลูโคซิเดสจากข้าว.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
เจมส์ เกตุทัต-คาร์นส์ . 2547. "การแยกและการศึกษาคุณสมบัติของเบต้ากลูโคซิเดสจากข้าว".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
เจมส์ เกตุทัต-คาร์นส์ . "การแยกและการศึกษาคุณสมบัติของเบต้ากลูโคซิเดสจากข้าว."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2547. Print.
เจมส์ เกตุทัต-คาร์นส์ . การแยกและการศึกษาคุณสมบัติของเบต้ากลูโคซิเดสจากข้าว. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2547.