Các nhiệm vụ khác
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  13079543
  • Ứng dụng kết quả thực hiện nhiệm vụ

106-NN.02-2014.60

2020-48-1195/KQNC

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

Viện Công nghệ Sinh học

Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Quốc gia

TS. Nguyễn Kim Thoa

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

Di truyền học

03/2015

03/2019

05/11/2020

2020-48-1195/KQNC

01/12/2020

Cục Thông tin KH&CN Quốc Gia

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
18095
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.

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

Ứng dụng

Đề tài KH&CN

Khoa học tự nhiên,

Cơ sở để hình thành Đề án KH,

Số lượng công bố trong nước: 0

Số lượng công bố quốc tế: 0

Không

01 Thạc sĩ