การแยกยีนและการศึกษาหน้าที่เอนไซม์ไคโตไบเอสในแบคทีเรียในทะเล Vibrio carchariae

บทคัดย่อ

เอนไซม์ไคโตไบเอสหรือเอ็น อะซิทิลกลูโคซามินิเดสจัดเป็นเอนไซม์ที่อยู่ในไกลโคซิลไฮโดรเสล แฟมิลี 3 หรือแฟมิลี 20 ซึ่งเอนไซม์ทั้งสองแฟมิลีมีความแตกต่างกันทั้งลำดับของกรดอะมิโนและกลไกในการเร่งปฏิกิริยา ในการศึกษาครั้งนี้ ผู้วิจัยได้ทำการแยกยีนของเอนไซม์เอ็น อะซิทิลกลูโคซามินิเดสแฟมิลี GH-20 สองตัวคือ VhNag1 และ VhNag2 จากจีโนมของแบคทีเรีย Vibrio harveyi (ชื่อเดิมคือ V. carchariae) สายพันธุ์ 650 ต่อมาได้ทำการโคลนยีนทั้งสองเข้า pQE60 exression vector ซึ่งสามารถทำการผลิตรีคอมบิแนนท์โปรตีนใน E. coli เจ้าบ้านสายพันธุ์ M15 ได้ การวิเคราะห์สายโพลีเพปไทด์ของ VhNag1 มีขนาด 88,849 Da มีค่า pI เท่ากับ 4.9 มีค่า pH optimum ในช่วงกว้างคือ 6.5-7.5 ส่วนสายโพลีเพปไทด์ของ VhNag2 polypeptide มีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ 73,143 Da มีค่า pI เท่ากับ 5.4 และมีค่า pH optimum เท่ากับ 7.0 การศึกษาการย่อยสลายสับสเตรทพบว่ารีคอมบิแนนท์ VhNag1 และ VhNag2 ที่ถูกผลิตโดย E. coli สามารถย่อยไคตินสับสเตรทได้ทุกชนิด แต่ประสิทธิภาพในการย่อยสลายของเอนไซม์ VhNag2 ดีกว่าเอนไซม์ VhNag1 อย่างน้อย 10 เท่า ผลการทดสอบทางชีวเคมีและข้อมูลทางจลนพลศาสตร์พบว่าเอนไซม์ VhNag2 สามารถย่อยไคตินโอลิโกแซคคาร์ไรด์แบบเป็นลำดับและให้ผลิตผลสุดท้ายเป็น GlcNAc ซึ่งบ่งบอกว่า VhNag2 มีลักษณะเป็น exolytic enzyme นอกจากผลการเปรียบเทียบความสามารถในการย่อยสับสตเรทต่าง ๆ พบว่า VhNAg2 ย่อย pNP-GlcNAc2 ได้ดีที่สุด ส่วนเมื่อเทียบกับไคตินโอลิโกแซคคาร์ไรด์ด้วยกันพบว่าไคโตเตตระโอสเป็นสับสเตรทที่ดีที่สุดของ VhNag2

คำสำคัญ