การทำให้บริสุทธิ์ของเอนไซม์ไซโคลเดกซ์ทรินไกลโคซิลทรานสเฟอเรสและเอนไซม์แอมิโลมอลเทสเพื่อใช้ในการสังเคราะห์รูตินไกลโคไซด์
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
รูตินเป็นไบโอฟลาโวนอยด์ที่มีประโยชน์ แต่ละลายน้ำและเสถียรภาพต่ำทำให้ดูดซึมในทางเดินอาหารได้ไม่ดี การศึกษานี้จึงได้สังเคราะห์รูตินไกลโคไซด์ที่ละลายน้ำและเสถียรขึ้นด้วยเอนไซม์ CGTase และ AMase และเพื่อค้นหาเอนไซม์ที่เหมาะสม CGTase จาก E. coli BL21 (p19bBC) ผลิตโดยเขย่าเชื้อที่ 250 rpm 37°C 24 ชั่วโมง ใช้ IPTG 0.2 มิลลิโมลาร์และทำเอนไซม์ให้บริสุทธิ์ด้วยวิธีดูดซับด้วยแป้ง พบว่ามีความบริสุทธิ์เพิ่มขึ้น 5 เท่า มีกิจกรรมจำเพาะของเอนไซม์ 4,530 หน่วยต่อมิลลิกรัม ให้ผลผลิต 73% น้ำหนักโมเลกุล 72 กิโลดาลตัน ในขณะที่การผลิตเอนไซม์ AMase จาก E. coli BL21 (p19bAMY) เขย่าเชื้อที่ 250 rpm 37°C 24 ชั่วโมง ใช้ IPTG 0.8 มิลลิโมลาร์ ทำเอนไซม์ให้บริสุทธิ์ด้วยคอลัมน์ HisTrap FF พบว่าเอนไซม์มีความบริสุทธิ์เพิ่มขึ้น 56 เท่า มีกิจกรรมจำเพาะของเอนไซม์ 391 หน่วยต่อมิลลิกรัม ให้ผลผลิต 51% น้ำหนักโมเลกุล 60 กิโลดาลตัน การวิเคราะห์ปฏิกิริยาทรานส์ไกลโคซิเลชันด้วย TLC แสดงให้เห็นว่าเอนไซม์ CGTase สามารถเร่งปฏิกิริยาการสร้างรูตินไกลโคไซด์ที่แตกต่างกันสี่ชนิด (RG1-RG4) เมื่อใช้เบต้า-ไซโคลเดกซ์ทรินเป็นตัวให้หมู่ไกลโคไซด์ ในขณะที่ปฏิกิริยาของเอนไซม์ AMase ไม่สามารถสังเคราะห์อนุพันธ์ของรูตินได้ ดังนั้น เอนไซม์ CGTase จึงเป็นเอนไซม์หนึ่งที่สามารถนำมาประยุกต์ใช้สำหรับสังเคราะห์รูตินไกลโคไซด์ได้
Article Details
เอกสารอ้างอิง
Kreft, I., Fabjan, N. and Yasumoto, K., 2006, Rutin content in buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) food materials and products, Food Chem. 98: 508-512.
Ganeshpurkar, A. and Saluja, A. K., 2017, The pharmacological potential of rutin, Saudi. Pharm. J. 25(2): 149-164.
Memar, M. Y., Yekani, M., Sharifi, S. and Dizaj, S. M., 2022, Antibacterial and biofilm inhibitory effects of rutin nanocrystals, Biointerface Res. Appl. Chem. 13(2): 132.
Babazadeh, A., Ghanbarzadeh, B. and Hamishehkar, H., 2016, Novel nanostructured lipid carriers as a promising food grade deliverysystem for rutin, J. Funct. Foods. 26: 167-175.
Şamlı, M., Oğuz, B. and Figen, K., 2014, Characterization of silkfibroin based films loaded with rutin–β-cyclodextrin inclusion complexes, J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. 80: 37-49.
José, L., González, A., Ana, P., Miguel, A., Yoshihiko, H., María, F., Antonio, O. B., Jesús, JB. and Francisco, J. P., 2021, Polyglucosylation of rutin catalyzed by cyclodextrin glucanotransferase from Geobacillus sp.: Optimization and chemical characterization of products, Ind.Eng. Chem.Res.60(51):18651-18659.
Plaza, M., Pozzo, T., Liu, J., Kazi, Z. G., Turner, C. and Karlsson, E. N., 2014, Substitu enteffects on in vitro antioxidizing properties, stability, and solubility in flavonoids, J. Agric. Food. Chem. 62(15): 3321-3333.
Chauhan, V., Kaushal, D., Dhiman, V. K., Kanwar,S.S.,Singh, D., Dhiman,V.K.and Pandey, H.,2022, An insight in developing carrier-free immobilized enzymes,Front. Bioeng. Biotechnol. 2(10): 794411.
Lim, C. H., Rasti,B., Sulistyo, J.and Hamid, M. A., 2021, Comprehensive study on transglycosylation of CG Tase from various sources, Heliyon. 7(2): e06305.
Nakapong, S., Tumhom, S., Kaulpiboon, J.and Pongsawasdi,P.,2022, Heterologous expression of 4α-glucanotransferase: overproduction and properties for industrialapplications, World J. Microbiol. Biotechnol. 38(2): 36.
Han, R., Ge, B., Jiang, M., Xu, G., Dong, J. and Ni, Y., 2017, High production of genistein diglucoside derivative using cyclodextrin glycosyltransferase from Paenibacillus macerans, J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 44(9): 1343-1354.
Lee, J. Y., Kim, H., Moon, Y., Kwak, S., Kang, C. G.,Park, C., Jo, J.,Kim, S. W.,Pal, K., Kang, D. H. and Kim, D., 2022, Enhancement of the water solubility and antioxidant capacities of mangiferin by transglucosylation using a cyclodextrin glycosyltransferase, Enzyme Microb.Technol. 159: 110065.
Rudeekulthamrong, P. and Kaulpiboon, J., 2020, Optimization of amylomaltase for thesynthesisof α-arbutin derivatives as tyrosinase inhibitors, Carbohydr. Res. 494: 108078.
Saehu, S., Srisimarat, W., Prousoontorn, M. H. and Pongsawasdi, P., 2013, Transglucosylation reaction of amylomaltase for the synthesis of anticariogenic oligosaccharides, J. Mol. Catal. B Enzym. 88: 77- 83.
Choi,S.S.,Park, H.R.and Lee,K. A.,2021, A comparative study of rutin and rutin glycoside: Antioxidant activity, anti-inflammatory effect, effect on platelet aggregation and blood coagulation, antioxidants. 10(11): 1696.
K a u l p i b o o n , J., Prasong, W., Rimphanitchayakit,V., Murakami,S., Aoki, K. and Pongsawasdi, P., 2020, Expression and characterization of a fusion protein-containing cyclodextrin glycosyltransferase from Paenibacillus sp. A11, J. Basic. Microbiol. 50(5): 427-435.
Watanasatitarpa, S., Rudeekulthamrong, P., Krusong, K., Srisimarat, W., Zimmermann, W., Pongsawasdi, P. and Kaulpiboon, J., 2014, Molecular mutagenesis at Tyr-101 of the amylomaltase transcribed from a gene isolated from soil DNA, Appl. Biochem. Microbiol. 50(3): 243-252.
C h ar o e ns a p y a n a n , R., Ito, K., Rudeekulthamrong, P. and Kaulpiboon, J., 2016, Enzymatic synthesis of propyl-α-glycosides and their application as emulsifying and antibacterial agents, Biotechnol. Bioprocess Eng. 21: 389-401.
Fuwa, H., 1954, A new method for microdetermination of amylase activity by the use of amylose as the substrate, J. Biochem. 41(5): 583-603.
Bradford, M. M., 1976, A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principleof protein-dye binding, Anal. Biochem. 72(1): 248-254.
Srisimarat, W., Powviriyakul, A., Kaulpiboon, J.,Krusong,K., Zimmermann, W. and Pongsawasdi, P., 2011, A novel amylomaltase from Corynebacterium glutamicum and analysisof thelarge-ring cyclodextrin products, J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. 70(3): 369-375.
Park, J. H., Kim, H. J., Kim, Y. H., Cha, H. K., Young, W., Kim, T. J., Do, H. and Park, K. H.,2007,The action mode of Thermus aquaticus YT-I 4-α-glucanotransferase and its chimeric enzymes introduced with starch-binding domain on amylose and amylopectin, Carbohydr.Polym. 67: 164-173.
Weber,K. and Osborn, M.,1975,Proteins and sodium dodecyl sulfate: Molecular weight determinationon polyacrylamide gels and related procedures, The Proteins. 1: 179-223.
Rajput, K. N., Patel, K. C. and Trivedi, U. B., 2016, A novel cyclodextrin glucanotransferase from an alkaliphile Microbacterium terrae KNR9:Purification and properties, 3 Biotech. 6(2): 168.
Lorthongpanich, N., Mahalapbutr, P., Rungrotmongkol,T., Charoenwongpaiboon, T. and Prousoontorn, M. H., 2022, Fisetin glycosides synthesized by cyclodextrin glycosyltransferase from Paenibacillus sp. RB01:characterization, molecular docking, and antioxidant activity, Peer J. 10: e13467.
Kitayska, T., Petrova, P., Ivanova, V. and Tonkova, A. I., 2011, Purification and
properties of a new thermostable cyclodextrin glucanotransferase from Bacillus pseudalcaliphilus 8SB, Appl. Biochem. Biotechnol. 165(5-6): 1285–1295.
Mehboob,S., Ahmad, N., Munir,S., Ali,R., Younas, H. and Rashid, N., 2020, Gene cloning, expression enhancement in Escherichia coli and biochemical characterization of a highly thermostable amylomaltase from Pyrobaculum calidifontis, Int. J. Biol. Macromol. 165: 645–653.
Tumhom,S., Nimpiboon,P., Wangkanont, K . and Pongsawasdi, P., 2021, Streptococcus agalactiae amylomaltase offers insight into the transglycosylation mechanism and the molecular basis of thermostability among amylomaltases, Sci. Rep. 11(1): 6740.
Lee, Y. S., Zhou, Y., Park, D. J., Chang, J. and Choi, Y. L., 2013, β-cyclodextrin production by the cyclodextrin glucanotransferase from Paenibacillus illinoisensis ZY-08: cloning, purification, and properties, World J. Microbiol. Biotechnol. 29(5): 865–873.
Liu, Z., Wu, G. and Wu, H., 2022, Molecular cloning, and optimized production and characterization of recombinant cyclodextrin glucanotransferase from Bacillus sp. T1, 3 Biotech. 12(3): 58.
Tao, X.,Su,L., Wang,L., Chen, X.and Wu, J., 2020, Improved production of cyclodextrin glycosyltransferase from Bacillus stearothermophilus NO2 in Escherichia coli via directed evolution, Appl. Microbiol. Biotechnol. 104(1): 173–185.
Bosito, E. F., Montecillo, A., Franco, R., Ann, S., Noel, B., Aryana, L., Mendoza, B. and Lantican, N.,2023, Alkalihalobacillus lehensis M136, a novel alkaliphilic, cyclodextrin glucanotransferase(CGTase)- producing isolate from Manleluag Hyperalkaline Spring in Pangasinan, Philippines, Philipp. J. Sci. 152(1): 109-124.
Mehboob, S., Ahmad, N., Rashid, N., Imanaka, T. and Akhtar, M., 2016, Pcal_0768, a hyperactive 4-α-glucanotransferase from Pyrobacculum calidifontis, Extremophiles. 20(4): 559–566.
Tantanarat, K., O'Neill, E. C., Rejzek, M., Field, R. A. and Limpaseni, T., 2014, Expression and characterization of 4-α-glucanotransferase genes from Manihot esculenta Crantz and Arabidopsis thaliana and their use for the production of cycloamyloses, Process Biochem. 49(1): 84-89.
Jeong, D. W., Jeong, H. M.,Shin,Y. J., Woo, S. H. and Shim, J. H., 2019, Properties of recombinant 4-α-glucanotransferase from Bifidobacterium longum subsp. longum JCM 1217 and its application, Food Sci. Biotechnol. 29(5): 667–674.
Kitahata, S., Murakami, H. and Okada, S., 1989, Purification and some properties of amylomaltase from Escherichia coli IFO 3806, Agric.Biol. Chem.53(10):2653-2659.
