Phát hiện và đánh giá chức năng của một số gen mã hóa cho cytochrome P450 bền nhiệt từ quần xã vi sinh vật suối nước nóng Bình Châu Việt Nam

Các nhiệm vụ khác

Tăng cường hiệu quả thực thi và khai thác phát triển giá trị quyền sở hữu trí tuệ trong lĩnh vực Da giầy- Túi xách Việt Nam
Quản lý xung đột xã hội và điểm nóng chính trị - xã hội vùng dân tộc thiểu số nước ta hiện nay
Nghiên cứu nguồn vi tảo biển nội địa có giá trị dinh dưỡng cao nhằm cải thiện chất lượng của luân trùng (Brachionus plicatilis) trong nuôi trồng thủy sản
Chọn lọc ổn định dòng gà lai giữa gà rừng tai đỏ với gà ri vàng rơm và xây dựng mô hình chăn nuôi gà sinh sản thương phẩm tại huyện Nho Quan tỉnh Ninh Bình
Tạo chủng Aspergillus niger tái tổ hợp sinh tổng hợp enzym xylanase hoạt tính cao định hướng ứng dụng làm thực phẩm chức năng
Ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật xây dựng mô hình trồng và thâm canh cây chuối Tây theo hướng hàng hóa trên địa bàn tỉnh Ninh Bình
Nghiên cứu giải pháp quy hoạch và giải pháp quản lý không gian ngầm đô thị tại Thủ đô Hà Nội
Sản xuất thử một số giống lúa Japonica (ĐS3 J01 J03 ) theo hướng hàng hóa ở một số tỉnh phía Bắc
Nghiên cứu cơ sở khoa học của việc xây dựng định mức phân bổ dự toán kinh phí đối với nhiệm vụ nghiên cứu cấp Bộ và cấp cơ sở tại Bộ Kế hoạch và Đầu tư
Nghiên cứu xây dựng quy trình nuôi trồng nấm vân chi (Trametes versicolor) trên cơ chất gỗ phụ phẩm cây keo lá tràm và chế biến thực phẩm chức năng từ nấm vân chi tại thành phố Đà Nẵng

liên kết website

Lượt truy cập

Lượt truy cập : 17,449,271

Ứng dụng kết quả thực hiện nhiệm vụ

MS đề tài

106-NN.02-2014.60

Giấy đăng ký KQ số

2020-48-1195/KQNC

Tên nhiệm vụ

Phát hiện và đánh giá chức năng của một số gen mã hóa cho cytochrome P450 bền nhiệt từ quần xã vi sinh vật suối nước nóng Bình Châu Việt Nam

Tổ chức chủ trì

Viện Công nghệ Sinh học

Cơ quan chủ quản

Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Cấp quản lý nhiệm vụ

Quốc gia

Chủ nhiệm nhiệm vụ

TS. Nguyễn Kim Thoa

Cán bộ phối hợp

PGS. TS. Trần Đình Mấn; TS. Nguyễn Cường; TS. Hoa Thị Minh Tú; ThS. Lê Thị Thanh Xuân; ThS. Trần Thanh Thủy; ThS. Trần Thị Hoa

Lĩnh vực nghiên cứu

Di truyền học

Thời gian bắt đầu

03/2015

Thời gian kết thúc

03/2019

Ngày được nghiệm thu chính thức

05/11/2020

Giấy đăng ký KQ số

2020-48-1195/KQNC

Ngày cấp

01/12/2020

Cơ quan cấp

Cục Thông tin KH&CN Quốc Gia

Tóm tắt

Kết quả của đề tài đã tách chiết, giải được trình tự DNA metagenome của suối nước nóng Bình Châu và xây dựng được bộ dữ liệu 68 gen tiềm năng mã hóa cytochrome P450 bao gồm 38 gen hoàn chỉnh, 14 gen thiếu mã mở đầu, 9 gen thiếu mã kết thúc và 7 gen thiếu cả hai đầu. Từ đó đã lựa chọn được 2 ORF tiềm năng để tách dòng, biểu hiện trong E. coli và nghiên cứu tính chất của chúng. Gen 1 (P450-T2) có mức độ xác định 94,8% với trình tự axit amin CYP203A1 của chủng Hydrogenophaga taeniospiralis. Gen 2 (P450-T3) có mức độ xác định 66,6% và độ tương đồng 81,2% với trình tự axit amin CYP109C2. Kết quả biểu hiện gen ở E. coli cho thấy nồng độ cytochrome P450-T2 và T3 đạt lần lượt là 541 nmol/L và 585 nmol/L, protein P450-T2 và P450-T3 có kích thước tương ứng lần lượt là khoảng 44,3 và 43,4 kDa. Đặc điểm của P450-T2 có pHopt 8, Topt 50oC, Tm 56,8oC, có thể tương tác thích hợp nhất với hệ Fdx2/BmCPR của B. megaterium và cũng có thể tương tác với cả 3 hệ ferredoxin reductase/ ferredoxin khác. Phổ cơ chất tiềm năng của P450-T2 bao gồm các hợp chất vòng đơn (axit caffeic, mimosine), và vòng ba (emodin) Đặc điểm của P450-T3 có pHopt 7,5, Topt 50oC, Tm 76,2oC, tương tác thích hợp nhất với 2 hệ Adx/AdR của bò và Etp1/Arh1, gần như không tương tác với Fdx3/BmCPR. P450-T3 thuộc nhóm CYP109C2, là loại cytochrome P450 xúc tác chuyển hóa các loại axit béo. Embelin, Retinoic acid (all trans), Retinoic acid (13-cis), Lauric acid, Palmitic acid là các axit béo có khả năng bị chuyển hóa bởi P450-T3. Đặc biệt, một số cơ chất steroid cũng được sàng lọc, cho thấy testosterone có khả năng gắn vào P450-T3. Đây là một trong những nghiên cứu đầu tiên cho thấy CYP109C2 có thể chuyển hóa được testosterone. Phân tích phản ứng xúc tác chuyển hóa testosterone của P450-T3 cho thấy có 2 sản phẩm trên sắc ký đồ HPLC. Đây là một trong những cơ sở để tiếp tục khai thác nguồn gen vi sinh vật chịu nhiệt bằng con đường không thông qua nuôi cấy

Ký hiệu kho

18095

Hiệu quả kinh tế

mang lại (nếu có): Cytochrome P450 là nhóm enzyme lớn nhất, đóng vai trò quan trọng trong một số con đường chuyển hóa vật chất trong cơ thể cũng như trong tự nhiên. Cytochrome P450 có mặt ở hầu hết các giới trong hệ thống sinh vật học, rất đa dạng về cấu trúc và chức năng, thậm chí các P450 của một loài cũng có thể có cấu trúc, chức năng và tính chất khác nhau, đặc biệt là tính đặc hiệu cơ chất. Do vậy họ enzyme này được ứng dụng rất rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực như y dược, nông nghiệp, công nghiệp, môi trường,… Trong khuôn khổ nghiên cứu của đề tài đã tách dòng, biểu hiện, tinh chế và nghiên cứu được 1 số tính chất của P450-T2 và P450-T3. P450-T2 có khả năng chuyển hóa hợp chất vòng đơn (axit caffeic, mimosine), và vòng ba (emodin). Axit caffeic (CA) được phân bố rộng rãi ở một số loài thực vật và được sử dụng rộng rãi trong chế độ ăn của người ăn kiêng. Ngoài ra, các dẫn xuất của axit caffeic có khả năng ứng dụng sang lĩnh vực công nghiệp mỹ phẩm do đặc tính ổn định. Mimosine là hợp chất được sử dụng là thuốc diệt cỏ sinh học trong khi các dẫn xuất emodin lại có hoạt tính kháng khuẩn. Trong khi đó P450-T3 lại có khả năng oxy hóa các axit béo, đặc biệt có thể hydroxyl hóa steroid, có tiềm năng ứng dụng trong cả công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm. Chính vì vậy, cả 2 loại P450 có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực từ môi trường đến công nghiệp mỹ phẩm, thậm chí là công nghiệp y dược.

Từ khoá

Gen mã hóa; DNA metagenome; Vi sinh vật; Cytochrome P450; Suối nước nóng; Enzyme; Chuyển hóa

Trạng thái

Ứng dụng

THÔNG TIN THEO LOẠI HÌNH NHIỆM VỤ

Áp dụng đối với

Đề tài KH&CN

Kết quả của đề tài được ứng dụng trong lĩnh vực khoa học công nghệ nào?

Khoa học tự nhiên,

Kết quả của đề tài khoa học và công nghệ có được sử dụng đề giải quyết vấn đề thực tế, là cơ sở đề xuất những nội dung nghiên cứu hoặc những vấn đề mới?

Cơ sở để hình thành Đề án KH,

Số lượng công bố khoa học, văn bằng sở hữu công nghiệp có nguồn gốc từ kết quả nghiên cứu của nhiệm vụ khoa học và công nghệ

Số lượng công bố trong nước: 0

Số lượng công bố quốc tế: 0

Từ ứng dụng kết quả của đề tài, có hình thành yêu cầu bảo hộ sở hữu công nghiệp không?

Không

Việc ứng dụng kết quả của đề tài khoa học và công nghệ có góp phần vào đào tạo nhân lực khoa học và công nghệ không?

01 Thạc sĩ