Kít q u ả th ừ n g h iệ m sự t ư ơ n g tâ c giữ a lectin tâch từ ro n g cải biển U lva c o n g lo b a ta (Ü L C ), từ rono đại A rập
Codium a ra b icu m ( C A - 1 vă C A - III) vă rtr Hăi m iín C a lỉy sp o n g ia sp. (ký h iệ u lă L C ) với tr ipsin. Chymotripsin vầ papain b ằn g p h ư ơ n g p h â p k h u ế c h tâ n ư í n đ ĩa thạch (b ản g 6) c ho th ấy lectin c ủ a U lva c o n g lo b a ta ( U L C ) đă kìm h êm ho ạt độ cùa tripsin vă c h y m o ừ i p s i n , n h ư n g lại k h ô n g ức ch ế hoạt độ của pa p a in , ư o n g khi đ ó lectin từ r o n a đại (C A -I vă C A - III) vă từ Hăi m iín (Ư L C ) h ầ u n h ư k h ô n g ức ch ế h o ạt độ cùa tripsin vă Chymotripsin, n h ư n s lại k ìm h ê m hoạt đ ộ cua cùa papain.
C h ú n g tói c ũ n g đ ê th ử n g h i ệ m sự tưorng tâc g iữ a U L C với p ro te in a s e vă a m y la s e ở 3 loăi n ấm ăn th ư ờ n g gặp lă: nấm sò trảng, n ấm h ư ơ n g v ă n ấ m rơ m . T ừ kết q u ả n h ậ n đ ư ợ c ( b ă n g 7) th ấ y rõ U L C đ ê ức chế hoạt độ c ù a câc p ro te in a se , nhưng k h ô n g ảnh h ư ở n g đ ế n h o ạ t đ ộ c ù a a m y la s e ở câc loăi n ấ m fren.
B ả n g 6. S ự ức chế h o ạ t độ ư ip s in , Chymotripsin vă p a p a in bời lectin Enzim bị ức chí
Lectin
ULC (Lectin tCi Ulva conglobata)
CA-I (lectin I tir Codium arabicum)
CA-III (lectin III tit Codium arabicum)
LC (lectin tit Cailyspongia sp.)_______
Tripsin
NT
Chymotripsin Papain
Ghi chii: Dấu (+) lă có ức chí, ức chí căng mạnh, căng nhiíu +; dđu (-) lă không ức chí; NT - mẫu khône thư
B ả n g 7, Ả n h h ư ở n g cùa lectin từ r o n g U h a c o n g lo b a ta ( U L C ) tới ho ạt đ ộ pro teo ly tic (P A ) vă am yJolytic ( A A ) ở n ấ m ăn
Loăi nđm Proteinase Amylase
Nêm sò trăng {Pleurotus pulmonatus) + -
Nấm hương (Lentinula edades) + -
Nđm rơm (Voharièla vohacea) ++ -
Ghi chú: Dấu (+) lă có ức chế, ức chế căng mạnh, căng nhiều +; dấu (-) lă không ức chế.
N h ư đê trinh băy ở p h ầ n tr ẽn (p hần B), p ro tein ase ở b a loăi n ấ m ên th ư ờ n g g ặp th u ộ c n h ó m p r o t e in a s e - serin e tưong tự tripsin vă c h y m o ừ i p s i n thì sự k im h ê m h o ạt độ ciia c â c p r o te in a s e ở câc n ấ m n ă y bởi lectin cìia ro n g lục U ìva congiobaỉa (v ốn đê kìm h ê m h o ạ t đ ộ trip sin vă Chymotripsin) lă h ọ p ỉý vă c ó th ề giải thích đ ư ọ c . T u y nhií n, tr o n g tư ơ n e tâc với enzim , lectin từ ro n g lục U lva c o n g lo b a ta biểu hiện đặc đ iể m h o ă n to ă n trâi n g ư ợ c với lectin tâch từ n ấ m mõ' tr o n g nghiín cứu g ần đđy cùa chtíng tôi [18]; lectin tâch từ n ấ m m ỡ k h ô n g ả n h h ư ờ n g tớ i h o ạ t độ c ủ a tr ip sin vă Chymotrip sin nhung lại lăm m ất h ầu n h ư h o ă n to ă n A A ở n ấ m sò.
v ề c ơ chể t ư ơ n e tâc g i ữ a lectin vă enzim , với đặc tín h liín kết đ ư ờ n g , n g ư ờ i ta c ho r ă n g sự tư o n g tâ c g iữ a lectin vă enziiTi chi xảy ra với p h đn s a c c a r it c ủ a e n z im (n g h ĩa lă ừ o n g tr ư ờ n g h ợ p n ă y e n z im phải lă câc g l v c o p r o te i n j va nhu vặ) về ng uyín tâc thi hoạt độ ciia e n z i m k h ô n g bị ảnh h ư ở n g m ă e n z i m c òn đ ư ợ c lă m b ền. N h ư n g th ực tế, khi n g h ií n cứu tương tâc g iữ a lectin vă câc e n z im k h â c n h a u [1, 2], ng ư ời ta th ấ y m ộ t số e n z i m đ ư ợ c lă m b ền, đối với m ó t số k h â c thì hoạt độ,e nzim bị giâm , cò n t r ư ờ n g h ợ p th ứ b a thì e n z im th ậ m chí c ò n đ ư ợ c h o ạ t h o â (h o ạ t đ ộ e n z im tă n g lẽn) [7],
T r ư ờ n g h ợp h o ạ t đ ộ e n z im bị g iả m ờ đ đy đ ư ợ c lý giải ỉă do v iệc h ìn h th ă n h p h ứ c hệ lectin - e n z im , (khi leclin liín kít với phần saccarit c ù a e n z im q u a tr u n g tđm liín kết đ ư ờ n g ) tạ o ra s ự căn tr ở k h ô n g g ia n đê lăm 2Ìảm âi lục cu a en z im với cơ chất. L u ận đ iể m n ăy c ũ n g đ ư ợ c c h ứ n g m in h m ộ t p h ầ n k h i c h ú n g tôi ti ến h ă n h th í nahiệiTi t u o n g tâc cù a U L C VOI proteinase (kết q uả k h ô n g trìiứi b ă y ờ đđy ): lectin năy ức chế h o ạ t đ ộ c ù a câc p ro te in a s e - s erin e (trips in vă a- ch ymotripsin) khi k h ô n g c ó m ặ t L - f u c o s e ( đ ư ờ n g ức chế đặc hiệu U L C ) , n h ư n g khi c ho lectin tư ơníi tâc với đ ư ờ n o L- fucose tn i ớ c khi tư ơ n g tâc với e n z im th i ho ạt độ của e n z im k h ô n g bị k ìm h ê m ( p h ư ơ n g th ứ c 1).
T rư ờ n g h ợp e n z im k h ô n o p h ă i lă g ly c o p r o te in v ă/h oặc k±ii t ư ơ n a tâc với lectin, h o ạ t độ của e n z im b| gia m đ a n £ kẽ hoặc mất hoăn toăn h o ạ t tinh thì s a o ? T r o n e tr ư ờ n g h ợp năy chi có thể giải th ích r ằ n e lectin đê ỉiẻn kết với tr u n o tđm hoạt độn“ của en z im c h iế m chỗ c ù a c ơ ch ất h o ặ c liẽn kít vị ư i gđn tr u n g tđ m ho ạt đ ộ n g c ù a e n z im dẫn tói sụ hảt hoạt e n z im \ a như vậy ỉectin có th ể đ ó n o vai trò lă m ộ t ch ất kim h ê m e n z im ( p h ư ơ n g th ứ c 2).
S ự đa d ạ n s về cấu trúc vă tin h ch ất c ù a lectin c ũ n a n h ư e n z im dẫn đẽn sự k h â c n h a u tro n c tưOìig tac giOn tl'Mi’y C â c h tâc độ n ơ c ú a lectin từ r o n g biển U lva c o n g lo b a ta đ ẽ n p r o te in a s e va am s lase có thẻ Iv 2iai i h t ' ' í'h ‘t . I, cò n lectin từ r o n a C o d ìu m a r a b ic u m vă hăi m ií n (C a ìỉy s p o n g ia s p .j có thí tư ơ n g tac với papain ih eo phijirr,» I : 'n : : khi lectin lăm g iả m m ạ n h h o ặ c k im h ê m h ầ u n h ư h o ăn to ăn ho ạt tính c ủ a enzirn.
T ư ơ n o tâc giũ-a lectin vă e n z i m đ ê đ ư ợ c ứ n g d ụ n g tr o n g k ỹ th u ậ t E L L A ( E n z \ n i e - L in k e d - I L’ .III! \ r , ■ '! kỹ th u ậ t E L L A đ ư ợ c d ù n g đ ể x â c đ ịn h th ă n h p h ầ n đ ư ờ n g tr o n g tư ơ n g tâ c với lectin [10], ( j đ n đê>. :;-.c
enzim cò n đ ư ợ c ứ n g d ụ n g ừ o n g c h ữ a b ệ n h th eo liệu p h â p L E A P T (Lectin - d ir e c te d E n z y m e - activated P r o d r u a T h e r a p v i trong đó lectin đ ó n g vai ừ ò c h đ t địn h h ư ớ n g c h o th uốc đ ư ợ c hoạt h o â b ời e n z y m e liín kết với lectin [11].
Lectin với tâc d ụ n g k im h ê m h o ạ t độ c ủ a a m y la se vă protein ase có c h ứ a ữ o n g n ấ m hay sinh vật biền có thề manií lại hiệu q uă đ â n g kể tr o n g p h ò n g n g ừ a m ộ t số b ệ n h liín quan đến rối loạn trao đổi ch ất đ ư ờ n g hay ch ất đ a m khi sử d ụ n2 nấm hay sinh vật biển lăm th ự c p h ẩ m c h ứ c năng.
3 . K Ẻ T L U Ậ N
T ừ n h ữ n g k ết q u ả n g h ií n c ứ u n h ậ n đ ư ợ c , có thể rút ra m ộ t số k ế t luận n h ư sau:
1. T ro n g số 5 loăi đ ộ n g vật b iể n đ ê n g h ií n c ứ u về ỉectin, lectin đ ư ợ c p h â t hiện th ấ v ở 4 loăi, ư o n o đó Hai m iín
C allyspongia sp. lă loăi c h ứ a lectin k h ô n g đ ặ c hiệu n h ỏ m m â u n g ư ờ i có h o ạ t tính cao nhất, vă ho ạt tính cùa lectin bị ức chế bời đư ờn g a-lactos e. L e c ti n từ hăi m ií n đ ê đ ư ợ c tinh sạch m ộ t p h ầ n b ă n g p h ư ơ n g p h â p lọc phđn từ q ua cột S e p h a d e x G-IOO vă sấc ký trao đổi ion trín c ộ t D E A E - c e l (đ ộ sạch tă n g lín g ầ n 10 lần).
2. Đ ê điều tra 18 loăi n ấ m m ọ c tự n h ií n vă đ ư ợ c nuòi tr ồ n g về h o ạ t độ a m y lo ly t ic ( A A ) vă hoạt độ pro teo l\1 ic (PA), phât hiện th ấ y sự có m ặ t c ủ a A A ỡ 16/18 loăi (8 8 ,9 % ) vă P A ờ 12/16 loăi (7 5 % ). K ế t q u ă n g h ií n cứu tinh ch ất của (PA), phât hiện th ấ y sự có m ặ t c ủ a A A ỡ 16/18 loăi (8 8 ,9 % ) vă P A ờ 12/16 loăi (7 5 % ). K ế t q u ă n g h ií n cứu tinh ch ất của proteinase vă a m y la se ờ 3 loăi n ấ m ên th ư ờ n g g ặ p lă: n ấ m sò trắng, n ấ m h ư ơ n g v ă n ấ m r o m c h o thấy p ro tein ase ỏ câc loăi nấm ừ í n th u ộ c n h ó m p ro te in a s e - serin e v ă /h o ặ c p ro te in a se - aspartic, còn a m y l a s e lă a - a m y la s e h o ặ c /v ă Ị3-amylase.
3. KJii tư ơ n g tâc với e n zim , lectin tâ c h từ r o n g b iển U lva c o n g lo b a ta đê k im h ê m h o ạ t độ c ủ a tr ip sin vă
chymoứipsin vă câc proteinase ờ nấm sò trắng, nấm hương vă nấm rơm nhưng Idiông ảnh hường tới hoạt độ cùa papain
vă amylase ờ câc loăi n ấm trín, tr o n g khi đó lectin tâch từ ro n g đại Ả rập C o d iu m a r a b ic u m vă hải m ií n C a lly s p o n g ia sp.
hầu như k h ô n g ảnh h ư ở n g đ ến h o ạ t độ c ủ a ư ip s i n vă c h y m o t r i p s m n h ư n g lại k ìm h ê m rõ n ĩ t ho ạt độ cúa pap ain. T Ă I L I Ệ U T H A M K H Ả O
1. D ulaney J.T. Mol. Cell bio ch em . 1 9 7 8 , 2 1 , 4 3 - 63,
2. E in h o f f w . a nd R u d ig e r H. I n te r a c tio n o f th e a -M a n n o s id a s e fr o m C a n m a lia e n s ifo r m is w ith th e le c tin fr o m ihesa m e pla n t, C on o ra va H n A . Biol. C h e m . H o p p e - Seyler, 1986, 3 6 7 , 94 3 - 949. sa m e pla n t, C on o ra va H n A . Biol. C h e m . H o p p e - Seyler, 1986, 3 6 7 , 94 3 - 949.
3. G rah am K., H ellen K., E z z e ll J., D o y le R J . E n zy m e - L in k e d L e c tin s o r b e n t A s s a y (E L L A ) f o r D e te c tin g B a c illu santhracis. J. I m m u n o l. 1984, V.3, N°3 , 2 1 0 - 2 1 2 . anthracis. J. I m m u n o l. 1984, V.3, N°3 , 2 1 0 - 2 1 2 .
4. G oldstein I.J a nd P o r e t z R .D .Jso la iio n , p h y s ic o - c h e m ic a l c h a r a c te r iz a tio n a n d c a r b o h y d r a te b in d in g s p e c ific ity ’o f ¡eclins. In: T h e L e c tin s - pro p e r tie s, functio ns a nd a p p lic a tio n s in B io lo g y a n d M e d i c in e . N e w Y o r k , Acad. o f ¡eclins. In: T h e L e c tin s - pro p e r tie s, functio ns a nd a p p lic a tio n s in B io lo g y a n d M e d i c in e . N e w Y o r k , Acad. Press, 1986.
5. K aplan R.etal. J. B io c h e m is t ry . 1977.1 6, 4 2 9 7 -4 3 0 3 .
6. Leluk J., P h a m Thi T ran C h a u , J. K ielez aw a. X X I M e e t.P o l. B io c h e m .S o c . K r a k o w , P o la n d . A b stract, 19957. Lore nc - K u b is I. a n d B o g - H a n s e n T . c . A c tiv a tio n o f A c id p h o s p h a ta s e fr o m P o a p r a ie m is by b in d in g 10 7. Lore nc - K u b is I. a n d B o g - H a n s e n T . c . A c tiv a tio n o f A c id p h o s p h a ta s e fr o m P o a p r a ie m is by b in d in g 10
¡ectins. In; L ecti ns - B io lo g y , B io c h e m is t ry , clinical B io c h e m is t r v . B o s - H a n s e n I . c (eds). w . de G ru y te r . Berlin, 1980.
8. L ow ry O . H e t a l . J . B i o l . c h e m . 1951. 1 9 3 ,2 5 6 .
9. M o s o lo w v.v. P ro teo lyt}!skie fe r m e n ti. Izd. " N auka", M o s k v a , 1971,
10. M a ie rh o fe r c . R o h m e r K. a n d W ittm a n n V.. P r o b in g m u itiv a le n t c a rb o h v d r a te - le c iin in te ra c tio n s by anEn~)'me - L in k e d le c tin A s s a y e m p lo y in g c o v a le n tlv im m o b iliz e d c a r b o h y d r a te s . B io o r a a n i c & M e d ic in a l En~)'me - L in k e d le c tin A s s a y e m p lo y in g c o v a le n tlv im m o b iliz e d c a r b o h y d r a te s . B io o r a a n i c & M e d ic in a l C hem istry. 2 0 0 7 , V. 15, N “24.
11. R o b in so n M .A , C h a r lto n S .T a n d others. L E A P T : L e c tin - d ir e c te d E n z y m e - A c tiv a te d P r o d r u g T h era p y. Proc. Natl, Acad. Sci. U S A . J u n e , 2 0 0 4 .
12. N g u y ễ n Q u ố c K h a n s . N g u y ề n T hị Thịnh. M ộ! văi' tíìih ch ắ t v ă kh â n ă n g k h a i ih ả c le a i n từ hú! đ đ u ¡-¿ìiíi (P so p h o c a r p u s te tra g o n o ỉo b u s). T ạ p chí klioa h ọc - Đại h ọc T ổ n ẹ h ợ p H ă N ộ i. 1 985 , số 3. 46 - 50.
13. Đ ỗ N g ọ c Liín, T r ư ơ n g V ê n C h đ u . J. H o e b e k e . N g h ií n cih i so s â n h m ộ t so đ ă c lín h p h â n íư cu a Ỉ Ld i n l ư híU ,
loại đậu Canax-àia g la d ia ta v ă C ana\'alia ensifonnis. Di tru> ẻn học vâ U n ° dụnii. 1995, 2. 46 - 4V.
15. BÙI P h ư ơ n g T h u ậ n , J. H o e b e k e , J. L am y. c ấ u trú c p o ỉy m e củ a ¡ectin sa m b iển Tachy-pìeus írid èìta tu s: ĩ ự kề!h ợ p n h ữ n g đ ặ c tín h lectirì k h â c n h a u v ớ i câ c p r o te in h o ạ t đ ộ n g - c , T ạ p chí Sinh học, 1995, số 1. tập 1 7. h ợ p n h ữ n g đ ặ c tín h lectirì k h â c n h a u v ớ i câ c p r o te in h o ạ t đ ộ n g - c , T ạ p chí Sinh học, 1995, số 1. tập 1 7.
16. N g u y e n D iệ u T h u ý , C ao P h ư ơ n g D u n g , N g u y ễ n Q u ố c K hang. K ế t q u ả đ iề u tra le c tin lừ n h itvễn thĩ ơ l 'lệr S'iini.
T ạ p chí Sinh h ọc, 1995, tậ p 17, số 2.
17. L í N g ọ c T ú v ă n n k . £ « z í w v / s m /2vậ/, tập 1, N X B Khoa học vă K ỹ th u ậ t Hă N ội. 1982.
18. N g u y í n Q u a n g V in h. N g h ií n c ứ u đ ií u tra le c tin v ă e m im (p r o te in a z a v ă a m ila ia ờ m ộ t s ố lo ă i nam lớii n io c lự n h iín v ă đ ư ợ c n u ô i tr ồ n g . N h ữ n g v ấn đề nghiín cứu c ơ b ăn tr o n g k h o a h ọc sự sống. B âo câo kJioa học Hội nẹh ị toăn q u ố c 20 0 7 . " N g h ií n c ứ u c ơ b ả n tr o n g k h o a h ọ c sự sống" . Q u y N h ơ n 8 /2007, N X B K h o a học vă Kỹ thuật. Hă Nội, 2 0 0 7 , tr. 87 6 - 879.
LỜI C Ả M O N
C ô n g trình n ăy đ ư ợ c h o ă n th ă n h với sự hỗ trợ c ủ a đề tăi Q T - 0 8 .6 7 - Đại học Q u ố c gia Hă Nội.
S U M M A R Y
Interactions o f lectins and e n z y m e s : A n a t t e m p t to s t u d y on th e in t e r a c ti o n o f th e lect ins from h a lo b i o n ts w ith p r o tein a ses a n d a m y l a s e s
N g u y e n Q u a n g V in h
U n iv e r s i t y o f S c ie n c e , V N U H an oi
Five species o f m a r in e coral a n d sp o n g e w e re e x a m i n e d for lectins ( h e m a g g lu tin in s ) a n d h e m a g g l u l i n a tm g activity (H A A ) w as fo u n d in extracts o f 4 species o f w h ic h C a lly s p o n g ia s p is the sp e c ie s c o n ta i n in g A B O b lo o d group non-s pecific lectin w ith the h ig h e s t H A A . L ectin fro m this s p o n g e w a s p artially pu rifie d b y s e p h a d e x G-lOO gel filtration a nd D E A E - c e ll u lo s e i o n - e x c h a n g e c h r o m a to g r a p h y (the p u r ity o f th e p re p a r a tio n is in c r e a s e d in a b o u t 10 times) and its H A A is in h ib ite d by a -L a c to se .
Eig hteen species o f m u s h r o o m s g r o w i n g in n atu re a n d c u ltiv a te d w e r e s c r e e n e d for pre s e n c e o f p ro te o ly tic and am yloly tic activities (P A & A A ) a n d A A w as found in 16/18 sp e c i e s ( 8 8 , 9 % ) a n d P A in 12/16 sp e c ie s ( 1 5 %) .
Characteristics o f p ro te in a se a n d a m y la s e s f r o m P le u ro tu s p u lm o n a tu s , L e n tin u la ed o d e s a n d V o lv a rie lla v o lv a c e a
(three edible m u s h r o o m s ) w e re e s tim a te d a n d the results o b ta in e d s h o w th a t p r o te in a s e s in th e s e m u s h r o o m s b e lo n g to group p ro tein ase -serin e a n d / o r p ro tein ase -asp artic, a n d a m y l a s e s are a - a m y l a s e a n d / o r p-a m y la se .
Studies o f in teractio n o f the lectin s a n d e n z y m e s s h o w e d th a t lectin fr o m m a r in e alga U lva c o n g lo b a ta h av e no effect on activity o f a m y l a s e s o r p a p a in , b u t inhibits activity o f tr ip sin a nd c h y m o t r i p s in a n d th at o f p r o te in a s e s in three m u s h r o o m a b o v e m e n tio n e d , w h ile th e lectin isolated fr om C o d iu m a r a b ic u m a n d C a lly s p o n g ia sp. has a l m o s t no influence on activity o f tr ip sin a n d a - c h y m o tr ip s in , but m a r k e d ly in h ib its th e activity' o f papain.
PHIĨU ĐĂNG KÝ
KĨT QUẢ NGHIÍN c ứ u KH-CN
Tín đề tăi (hoặc dự ân):
"Nghiín cứu sự tương tâc giữa lectin vă enzim amylase vă proteinase vă khả năng ứng dụng"
Mê số: QT-08-67
Cơ quan chủ trì đề tăi; Trường Đại học Khoa học Tự nhiín
r
Đại học Quôc gia Hă Nội
Địa chỉ: 334 Nguyễn Trêi, Thanh Xuđn, Hă Nội Tel: 043 858 5277
Cơ quan quản lý đề tăi: Đại học Quốc gia Hă Nội
Địa chỉ: 144 Đường Xuđn Thuỷ, Quận cầu Giấy, Hă Nội Tel: 043 754 7372
Tông kinh phí thực chi: 20.000.000đ
Trong đó: - Từ ngđn sâch Nhă nước: 20.000.000đ
- Kinh phí của trường: - Vay tín dụng:
- Vốn tự có: - Thu hồi:
Thòi gian nghiín cứu: 1 năm
Thòi gian b ắ t đ ầ u : Từ thâng 04/2008
Thòi gian kết thúc: Năm 2009
Tín câc cân bộ phối họp nghiín cứu: Trường Đại học Sư phạm Hă Nội 2
Sô đêng Sô chứns nhận đăng Bảo mật:
ký đề ký a. Phô biín rộng rêi:
tăi kết quả nghiín cứu b. Phổ biến hạn chế:
Tóm tắt kết quả nghiín cứu:
- Đê thu thập được 5 loăi động vật biển vă 18 loăi nấm lớn mọc tự nhiín vă nuôi trồng ở địa băn Hă Nội vă một sổ tỉnh thănh.
- Đê phât hiện thấy lectin ở 4 loăi trong số 5 ỉoăi động vật biển thu gom ở vùng biển Quảng Ninh, trong đó loăi có hoạt tính cao nhất lă Hải miín (Callyspongia sp.). Lectin ở loăi năy khâ bền nhiệt, hoạt độ bị ức chế bởi đường lactose. Đê tinh sạch một phần lectin từ Hải miín bằng phương phâp lọc phđn tử qua cột Sephadex G-100 vă băng sắc ký trao đổi ion trín cột DEAE-cellulose (độ sạch tăng lín gần 10 lần).
- 18 loăi nấm lớn mọc tự nhiín vă được nuôi trồng đê được nghiín cứu điều