Major isoflavonoid contents and proteomics in leaves and tubers of Pueraria mirifica

ปริมาณไอโซฟลาโวนอยด์หลักและโปรตีโอมิกส์ในใบและหัวกวาวเครือขาว Pueraria mirifica

Name: Jutarmas Jungsukcharoen

LCSH: Isoflavones

LCSH: Flavonoids

LCSH: Pueraria mirifica

Abstract: The monthly variation of major isoflavonoid contents namely puerarin, daidzin, genistin, daidzein and genistein from 3 different cultivars of Pueraria mirifica (PM-III, PM-IV and PM-V) in field trial at Ratchaburi province were investigated by the aid of RP-HPLC analysis. The proportions and net levels of puerarin, daidzin, genistin and daidzein in P. mirifica leaves were found to depend on the plant cultivar and to correlate with cultivation temperature and rainfall amount. The determination of protein pattern in P. mirifica tubers and leaves were performed via proteomics approach to better understanding the isoflavonoid biosynthesis pathway. The phenolic method was the suitable protein extraction due to the high protein yield and clearly separated protein band when comparing with other methods (Tris-HCL and TCA-Acetone extraction). Proteins were separated by using 2D-PAGE and mass spectrometry tedchnique. The novel proteome patterns in tubers and leaves were revealed according to 8 major protein functions; 1) cell structure 2) defense 3) metabolism 4) protein synthesis 5) storage protein 6) stress response 7) transportation and 8) unidentified protein. The seasonal harvesting was expressed in difference protein pattern. Protein expression in tuber was up-regulated in winter whereas, in leaf was up-regulated in summer. Many proteins involved in secondary metabolite also found such as glutathione S-transferase and glutathione reductase. Furthermore, protein involved in pathway of bioactive isoflavonoids biosynthesis were expressed; chalcone isomerase (CHI), isoflavone synthase (IFS), cytochrome p450, UDP-glycosyltransferase (UGT) and isoflavone reductase (IFR). Moreover, these proteins also have significant correlated with isoflavonoid contents. From these results, the more understanding of the plant secondary metabolite production in P. mirifjica tuber were recorded and not only protein expression but also relation of secondary metabolites production in different seasonal harvesting.

Abstract: การศึกษาการเปลี่ยนแปลงของสารไอโซฟลาโวนอยด์หลักได้แก่ พิวราริน (puerarin) ไดด์ซิน (daidzin) จนิสติน (genistin) ไดด์ไซน์ (daidzein) และเจนิสไตน์ (genistein) ของต้นกาวเครือขาว Pueraria mififiea ทั้งสามสายพันธุ์ (PM-III, PM-IV and PM-V) ในแปลงปลูกทดลองที่จังหวัดราชบุรีทุกเดือนเป้นระยะเวลา 1 ปี โดยใช้วิะีวิเคราะห์ลิควิดโครมาโตกราฟีแบบรีเวอร์สเฟส (RP-HPLC) พบว่าสัดส่วนปริมาณสาร พิวราริน ไดดืซิน เจนิสติน และไดด์ไซน์ในใบกาวเครือขาวขึ้นกับสายพันธุ์และสัมพันธ์กับอุณภูมิและปริมาณน้ำฝน การศึกษารูปแบบของโปรตีนที่แสดงออกในหัวและใบกวาวเครือขวาทั้ง 3 สายพันธุ์โดยใช้การศึกษารโปรตีนโอมิกส์เพื่อเข้าใจวิถีสังเคราะห์การไอโซฟลาวโวนอยด์มากขึ้น วิธีสกัดโปรตีนโดยใช้ฟีนอลเป็นวิธีที่เหมาะสมในการสกัดโปรตีนจากกวาวเครือขาวซึ่งให้ปริมาณโปรตีนและความชัดของแถบโปรตีนมากกว่าวิธีการสกัดแบบ ทริส-ไฮโดรคลอริก (Tris-HCl) และไทรคลอโรเอซิติกเอชิด-อะซีโตน (TCA-Acetone) โปรตีนที่ได้จะถูกแยกออกจากกันโดยใช้วิธีโพลีอะคริลาไมด์เจลอิเล็คโตรโฟลิสนิสแบบ 2 มิติ (2D-PAGE) และวิเคราะห์โปรตีนที่ได้ด้วยเทคนิคแมสสเปคโตรเมตรี การศึกษานี้ได้เปิดเผยรูปแบบโปรตีนที่เป็นลักษณะเฉพาะในหัวและใบกวาวเครือซึ่งแบ่งตามหน้าที่ของโปรตีนได้ดังนี้ 1. โครงสร้างของเซลล์ 2. การป้องกัน 3. เมตาบอลิสม 4. การสังเคราะห์โปรตีน 5. โปรตีนสะสม 6. การตอบสนองต่อความเครียด 7. การขนส่ง และ 8. โปรตีนไม่ทราบหน้าที่ การเก็บเกี่ยวในแต่ละฤดูมีการแสดงออกของดปรตีนที่แตกต่างกัน ปริมาณโปรตีนในหัวกวาวเครือขาวเพิ่มขึ้นในหน้าหนาวขณะที่ใบกวาวเครือขาวพบโปรตีนเพิ่มขึ้นในหน้าร้อน พบโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการสร้างสารทุติภูมิเช่น กลูตาไธโอนเอสทรานสเฟอเรส และ กลูตาไธโดนรีดักเทส เป็นต้น นอกจากนี้ยังพบโปรตีนที่เกี่ยวกับการสร้างสารไอโซฟลาโวนอยด์ ได้แก่ ชาลโคนไอโซเมอเรส (CHI) ไอโซฟลาโวนซินเธส (IFS) ไซโตโครมพี 450 ยูริดีนไทรฟอสเฟสกลูโคซิลทรานสเฟอเรส (UGT) และโอโซฟลาโวนรีดักเทส (IFR) โปรตีนเหล่านี้มีความสัมพันธ์กับปริมาณสารไอโซฟลาโวนอยด์อย่างมีนัยสำคัญ จากผลการศึกษานี้ทำให้เข้าใจกลไกการผลิตสารทุติยภูมิในหัวและใบกวาวเครือขาว ไม่เพียงแต่กการแสดงออกของโปรตีนแต่ยังมีความสัมพันธ์กับการสร้างสารทุติยภูมิในฤดูการลต่าง ๆ

Chulalongkorn University. Office of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Wichai Cherdshewasart

Role: advisor

Created: 2013

Modified: 2566-02-10

Issued: 2022-11-19

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/77770

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Biotechnology

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Jutarmas_ju_All.pdf	11.43 MB	1	2023-03-16 20:52:39

ใช้เวลา

0.029602 วินาที