Chương 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.3. Sinh tổng hợp isoflavone
1.3.1. Con đường sinh tổng hợp isoflavone
Isoflavonoid được hình thành bằng con đường tổng hợp sinh học cùng với flavonoids. Đầu tiên, phenylalanine phản ứng với malonyl CoA tạo thành 4 hydroxycinnamoyl CoA. Dưới sự kiểm soát xúc tác của chalcone synthase, 4-CoA hydroxycinnamoyl ngưng tụ với ba phân tử malonyl CoA tạo thành một chalcone. Isomerase chalcone xúc tác đóng vòng của vòng dị vòng. Isoflavone synthase gắn một nhóm 2-hydroxyl, sau đó được gỡ bỏ bởi một dehydratase isoflavone để tạo thành daidzein (7,4'-dihydroxyisoflavone) và genistein (5,7,4'-trihydroxyisoflavone). Sinh tổng hợp các glycitein (7,4'- dihydroxy-6-methoxyisoflavone), một isoflavone chính trong mầm đậu tương không được hiểu rõ.
Hình 1.3. Con đường sinh tổng hợp isoflavone [39]
Các isoflavone trong đậu tương sẽ được chuyển đổi thành 7- O -β- glucoside bởi enzyme glucosyltransferase và sau đó đến 6 "-O-malonates bởi một enzyme khác là transferase malonyl [39].
1.3.2. Các enzyme tổng hợp isoflavone
Hai enzyme chìa khóa qua trọng trong con đường sinh tổng hợp isoflavone ở cây đậu tương là chalcone isomerase (CHI) và isoflavone synthase (IFS) [23]. Năm 1994, Heather I. Mckhann và Ann M. Hirsch đã phân lập được 2 gen CHI ký hiệu là CHI1, CHI2 với kích thước lần lượt là 666 bp và 845 bp từ cDNA của cỏ linh lăng (Medicago sativa L.) [21]. Grotewold E. và Peterson T. đã phân lập được 1 gen CHI từ cây ngô và thấy rằng các gen mã hóa một sản phẩm ZmCHI1 24,3 kDa tương ứng. Gen CHI1
ngô này có cấu trúc intron-exon và có bốn exon [19]. Đến năm 2010, Soderlund C, cũng đã phân lập được 1 gen CHI1 từ mRNA của cây ngô với chiều dài 1080 bp [38]. Terai Y. và cộng sự đã nghiên cứu phân lập được gen
CHI từ cDNA của cây sắn dây Pueraria lobata với kích thước gen là 675 bp mã hóa một polypeptide 225 amino acid với trọng lượng phân tử 23,8kD. Các
CHI cDNA mã hóa đã được nhân bản gắn vào vector biểu hiện pET-3d và biểu thành công trong Escherichia coli enzyme CHI có hoạt tính [41].
Năm 2003, Norimoto Shimada và cộng sự đã phân lập được 3 gen:
CHI1, CHI2 và CHI3 từ cDNA của cây Lotus japonicus và công bố trên ngân hàng GenBank; CHI 1 với mã số AB054801, chiều dài 681 bp, mã hóa cho chuỗi polypeptide 226 amino acid (24,4 kD); CHI2 mã số AB054802, chiều dài 666 bp, mã hóa cho chuỗi polypeptide 221 amino acid (23,9 kD) và CHI3
với mã số AB073787, chiều dài 678 bp, mã hóa cho 225 amino acid (24,2 kD) [32]. Gen CHI cũng được phân lập từ mRNA lá cây nho (Vitis vinifera L.) bởi tác giả Gutha L. R. và đồng sự. Kết quả nghiên cứu phân lập được gen CHI có chiều dài 979 bp, mã hóa cho 234 amino acid [20]. Gen CHI ở cây đậu tương đã được các nhà khoa học quan tâm. Năm 2005, Ralston L. đã phân lập gen
CHI 1A từ mRNA cây đậu tương và thấy gen có chiều dài 1157 bp, mã hóa cho 128 amino acid [32].
Trong nghiên cứu phân lập gen IFS1 từ cỏ ba lá (Trifolium pratense) của Bong Gyu Kim và cộng sự đã cho thấy gen IFS1 của cỏ ba lá có chiều dài 1575 bp, mã hóa cho 525 amino acid [14]. Gen IFS1 cũng đã được Misra P. và cộng sự phân lập từ cDNA của cây Psoralea corylifolia, một cây dược liệu quý của Ấn Độ. Gen có chiều dài 1563 bp và mã hóa cho 520 amino acid [30]. Ở cây đậu tương, gen IFS1 đã được phân lập 2 gen đồng phân gồm IFS1
có chiều dài 1625 bp và IFS2 có chiều dài 1824 bp cùng mã hóa cho một sản phẩm có 521 amino acid [17].
1.3.3. Gen tổng hợp isoflavone IFS2 ở cây đậu tương
Trong ngân hàng gen quốc tế (GenBank), gen IFS2 đã đượ Jung W. và cộng sự công bố năm 2000 với mã số trên trang NCBI là NM_001251586. Năm 2013 nhóm tác giả Artigot,M.-P., Dayde,J. and Berger,M. người Pháp đã công bố trình tự gen IFS2 tổng hợp isoflavone ở đậu tương với mã số trên Genbank JQ934960.
Thông tin về gen IFS2 của đậu tương trên NCBI cho thấy gen nằm trên NST số 13. Số lượng nucleotide của gen là 1824 bp, từ vị trí số 1 đến vị trí 1824, mã hóa cho 521 amino acid, từ vị trí số 1 đến vị trí 521.