Study of chitinase and [beta]-(1,3)-glucanase enzymes in the rubber latex

การศึกษาเอ็นไซม์ไคติเนสและเบต้า (1,3) กลูคาเนสในน้ำยางพารา

Name: Juntira Punya

MeSH: Chitinase

MeSH: Enzyme activation

MeSH: Rubber

Abstract: The chitinase and β-(1,3)-glucanase enzyme were detected and found in B-serum prepared from lutoid particles of centrifuged rubber latex. Both enzyme in B-serum were characterized in this study. Colloidal chitin prepared from prawn shell was used as substrate in the chitinase assay. The chitinase enzyme had a narrow range of pH optimum between 4 - 5.5 with the maximum activity at pH 5.0. The temperature optimum was found between 45 - 55 degree C with maximum activity at 50 degree C. The enzyme was found to be stable in the pH range of 4 - 10. The chitinase was stable to the heat treatment up to 70 degree C, indicating this was a heat stable enzyme. The β-( 1,3)glucanase enzyme was also found to be moderately heat stable protein. The thermal stability of the glucanase was up to 60 degree C heat treatment. It also had a narrow range of pH optimum between 5 - 6 with the maximum activity at pH 5.5. Temperature optimum for the β-(1,3)-glucanase enzyme activity was found as a wide range between 40 - 60 degree C. Kinetics parameters of Km values of chitinase was 25 mM chitin for the B-serum enzyme and 17 mM chitin for the fractionated purified chitinase. The Km value of 40 mM laminarin was found for the B-serum β-(1,3)-glucanase enzyme. Fractionation and purification of the enzymes were carried out using CM-cellulose chromatography. The chitinase was found to consist of 3 different isoenzymes by CM-cellulose chromatography while the β-(1,3)-glucanase showed only a single enzyme activity peak. The three chitinases, designated as CM I, CM II and CM III, were fractionated and characterized. All the three chitinase isozymes had the same molecular weight of 26 kD. The pI values for chitinase isozymes were 9.3, 9.7 and 9.8 for CM I, CM II and CM III, respectively. Antifungal activities of the enzymes and protein in B-serum were carried out in this study. The B-serum containing both the chitinase and β-(1,3)-glucanase activities was effective on growth inhibition in the antifungal activity assays. All the six tested fungi were inhibited by the B-serum. Fractionated purified chitinase and C-serum showed growth inhibition on three of fungi tested. Chitosan which was well known as fungal growth inhibitor was used as a reference to this antifungal study. The chitosan solution showed growth inhibition on all the tested fungi except Sporotrichum pulveruluetium. These studies suggested an opportunity for potential application of the latex B-serum on many different aspects.

Abstract: จากการศึกษาเอ็นไซม์ในบี-ซีรั่มของ lutoid particle ของน้ำยางพาราที่ถูกปั่นแยกด้วยความเร็วสูง พบว่ามีเอ็นไซม์ไคติเนสและเบต้า-(1,3)-กลูคาเนสอยู่ จึงได้ทำการศึกษาคุณสมบัติของเอ็นไซม์ทั้งสองโดยเตรียม คอลลอยด์-ไคติน จากเปลือกกุ้งมาใช้เป็นสับสเตรทในการ วัดการทำงานของเอ็นไซม์ไคติเนส ไคติเนสในบี-ซีรั่มมี Ph ที่เหมาะสมในการทำงานอยู่ในช่วงแคบ ระหว่าง 4 - 5.5 โดยที่การทำงานสูงสุดจะวัดได้ที่ pH 5.0 และ อุณหภูมิที่เหมาะสมต่อการทำงาน ของเอ็นไซม์นี้จะอยู่ ระหว่าง 45-55 องศาเซลเซียส และที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส เอ็นไซม์จะทำงานได้สูงสุด ไคติเนสมีความ ทนต่อ pH ได้ในช่วง pH ระหว่าง 4 - 10 และความสามารถ ทนต่อความร้อนได้ถึง 70 องศาเซลเซียส ซึ่งแสดงให้เห็น ว่าไคติเนสเป็นเอ็นไซม์ที่สามารถทนต่อความร้อนได้ดี นอกจากนี้ยังพบว่าเอ็นไซม์เบต้า-(1,3)-กลูคาเนสก็เป็น เอ็นไซม์ที่สามารถทนต่อความร้อนได้ปานกลาง เพราะกลูคาเนส สามารถทนอุณหภูมิได้สูงถึง 60 องศาเซลเซียส กลูคาเนสมี ช่วง pH ที่เหมาะสมในการทำงานอยู่ในช่วงแคบเช่นเดียวกับ ไคติเนสคือระหว่าง pH 5 - 6 โดยจะทำงานได้สูงสุดที่ pH 5.0 จากการศึกษาคุณสมบัติทางไคเนติกของเอ็นไซม์ทั้ง สองพบว่า บี-ซีรั่มไคติเนสจะมีค่า Km เท่ากับ 25 mM ของไคติน ในขณะที่ไคติเนสที่แยกบริสุทธิ์มีค่า Km เท่ากับ 17 nM ของไคตีนสำหรับเอ็นไซม์ กลูคาเนสใน บี-ซีรั่มมีค่า Km เท่ากับ 40 mM ของลามินาริน ในการแยกบริสุทธิ์ของเอ็นไซม์ทั้งสอง โดยวิธี โครมาโตกราฟีที่ใช้ CM-cellulose พบว่าเอ็นไซม์ไคติเนส ประกอบด้วย 3 isozymes ส่วนกลูคาเนสพบว่ามีอยู่เพียง ชนิดเดียวเท่านั้น ในการศึกษาคุณสมบัติของเอ็นไซม์ ไคนิเนสทั้ง 3 isozymes คือ CM l, CM ll และ CM lll พบว่าทั้ง 3 isozyme มีน้ำหนักโมเลกุลที่เท่ากันคือประมาณ 26 กิโลดาลตันโดยที่แต่ละ isozyme มีค่า pl ที่ 9.3, 9.7, และ 9.8 ตามลำดับ จากการศึกษาคุณสมบัติการต่อต้านเชื้อรา ของเอ็นไซม์ และโปรตีนในบี-ซีรั่ม พบว่าบี-ซีรั่ม ซึ่งมีเอ็นไซม์ไคติเนส และเบต้า-(1,3)-กลูคาเนสอยู่นั้นสามารถยับยั้งการเจริญ เติบโตของเชื้อราที่นำมาทดสอบทั้ง 6 ชนิดได้ ในขณะที่ ซี-ซีรั่มและเอ็นไซม์ไคติเนสที่แยกบริสุทธิ์แล้ว สามารถ ยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อราที่นำมาทดสอบได้เพียง 3 ชนิดเท่านั้น สำหรับไคโตแซนซึ่งเป็นสารที่รู้จักกันดี ว่ามีคุณสมบัติในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อราได้ ก็ถูกนำมาทดสอบในการศึกษาครั้งนี้เพื่อเป็นตัวเปรียบเทียบ สารละลายไคโตแซน สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อรา ที่นำมาทดสอบได้เกือบทั้งหมดยกเว้นเชื้อ sporotrichum pulveruluetium และผลที่ได้จากการศึกษาครั้งนี้ได้ชี้ให้ เห็นถึงแนวทางในการนำเอา บี-ซีรั่มของน้ำยางพาราไปประยุกต์ ในด้านต่าง ๆ ได้มากขึ้น

Mahidol University. Mahidol University Library and Knowledge Center

Address: NAKHONPATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Dhirayos Wititsuwanakul

Role: Thesis Advisors

Name: Prayad Komaratat

Role: Thesis Advisors

Name: Rapepun Wititsuwannakul

Role: Thesis Advisors

Created: 1994

Modified: 2020-11-08

Issued: 2017-12-12

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Biochemistry

Grantor: Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	10041436-eng.pdf	329.54 KB
2	10041436-tha.pdf	328.65 KB	1	2018-10-25 11:14:40
3	10041436.pdf	25.37 MB	2	2021-09-01 16:37:57

ใช้เวลา

0.322044 วินาที