ศึกษากระบวนการรวมตัวเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ของ mitochondrial enzymes ใน cytoplasm ของยีสต์

บทคัดย่อ

เมแทบอลิกเอนไซม์หลายชนิดถูกค้นพบว่ามีคุณสมบัติรวมตัวเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ภายในเซลล์ยีสต์ และบางชนิดได้ถูกนำมาศึกษาเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างการรวมตัวของเอนไซม์และการควบคุมการทำงานของเอนไซม์โดยละเอียด เช่น CTP synthetase เอนไซม์ที่อยู่ในไซโทพลาสซึม สำหรับในแบคทีเรียและยีสต์ เอนไซม์ตัวนี้จะรวมตัวเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่เพื่อเก็บกักเอนไซม์สำรองไว้เมื่อเซลล์อยู่ในสภาวะมีปริมาณอาหารจำกัดหรือเมื่อเซลล์ถูกกระตุ้นให้อยู่ในสภาวะเครียดแบบต่าง ๆ ในทางตรงข้ามในเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม การรวมตัวเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ของ CTP synthetase เกิดขึ้นเพื่อกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ จากการศึกษาดังกล่าวนำมาซึ่งการบ่งชี้ว่ากระบวนการรวมตัวเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ของเอนไซม์มีไว้เพื่อเป็นหนึ่งในกลไกที่ใช้ควบคุมการทำงานของเอนไซม์ ปัจจุบันเราพบว่านอกเหนือจากเอนไซม์ที่อยู่ในไซโทพลาสซึมแล้ว ยังมีเอนไซม์ที่อยู่ในไมโทคอนเดรียที่อาจจะแสดงคุณสมบัติรวมตัวเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ได้เช่นกัน เอนไซม์ Aldehyde dehydrogenase คือหนึ่งในเอนไซม์ที่อยู่ในไมโทคอนเดรีย ถูกเลือกนำมาใช้ศึกษาในงานวิจัยชิ้นนี้ แต่เนื่องจากไมโทคอนเดรียเป็นโครงสร้างภายในเซลล์ที่มีขนาดเล็กมาก ทำให้ไม่สะดวกต่อการศึกษากระบวนนี้ ผู้วิจัยจึงได้ทำการตัดแต่งพันธุกรรมในโครโมโซมของยีสต์ ให้ยีนสำหรับผลิต Aldehyde dehydrogenase ไม่มีส่วนของ Mitochondrial targeting sequence ทำให้เอนไซม์ที่เมื่อถูกผลิตขึ้นแล้วจะถูกกักไว้ในไซโทพลาสซึมโดยไม่ถูกลำเลียงเข้าไปในไมโทคอนเดรีย และได้ตัดต่อให้มีส่วนของโปรตีนเรืองแสงสีเขียว GFP ต่อท้ายเอนไซม์ดังกล่าวด้วยเพื่อให้สามารถติดตามตำแหน่งของเอนไซม์ได้เมื่อตรวจสอบใต้กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนต์ ผู้วิจัยพบว่าเอนไซม์ที่ดัดแปลงนั้นแสดงคุณสมบัติรวมตัวเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ได้ภายในไซโทพลาสซึม ซึ่งบ่งชี้ว่าการรวมตัวเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่สามารถพบได้ในเอนไซม์กลุ่มไมโทคอนเดรียเช่นกัน นอกจากนี้เมื่อทำให้เอนไซม์ชนิดนี้มีการกลายพันธุ์ในตำแหน่งที่ส่งผลรบกวนการทำงานของเอนไซม์ ผู้วิจัยพบว่าเอนไซม์ไม่สามารถแสดงคุณสมบัติรวมตัวเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ได้อีกต่อไป จากข้อมูลดังกล่าวทำให้สรุปได้ว่ากระบวนการรวมตัวเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่สามารถพบได้ในเอนไซม์กลุ่มไมโทคอนเดรียและกระบวนการนี้มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับการควบคุมการทำงานของเอนไซม์ เช่นเดียวกันกับที่พบในเอนไซม์กลุ่มไซโทพลาสซึม

คำสำคัญ