การศึกษาปริมาณและการแสดงออกของยีนไฟโคไซยานินในสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินและการผลิต heterologous protein ของสารไฟโคไซยานิน โดยใช้ระบบแบคทีเรีย

รชนิมุข หิรัญสัจจาเลิศ; ชลี ไพบูลย์กิจกุล; มะลิวัลย์ คุตะโค; กาญจนา สิทธิขันแก้ว; วิรักษ์ วิสุทธิผล

dc.contributor.author	รชนิมุข หิรัญสัจจาเลิศ
dc.contributor.author	ชลี ไพบูลย์กิจกุล
dc.contributor.author	มะลิวัลย์ คุตะโค
dc.contributor.author	กาญจนา สิทธิขันแก้ว
dc.contributor.author	วิรักษ์ วิสุทธิผล
dc.contributor.other	มหาวิทยาลัยบูรพา วิทยาเขตจันทบุรี. คณะเทคโนโลยีทางทะเล
dc.date.accessioned	2019-03-25T09:10:38Z
dc.date.available	2019-03-25T09:10:38Z
dc.date.issued	2560
dc.identifier.uri	http://dspace.lib.buu.ac.th/xmlui/handle/1234567890/2034
dc.description.abstract	ไฟโคไชยานิน เป็นรงควัตถุประกอบสีน้้ำเงิน ผลิตได้จากสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ประกอบด้วยองค์ประกอบหน่วยย่อย อัลฟา (PCC-α) และหน่วยย่อยเบต้า (PCC-β) ซึ่งมีประโยชน์ อย่างมากทางอุตสาหกรรมและเภสัชกรรม ในการศึกษานี้ทําการเพาะเลี้ยงสาหร่าย Spirulina platensis และ Spirulina sp. สายพันธุ์น้ำเค็มในสภาวะแสงธรรมชาติ (1.36-1.68 กิโลลักซ)์ และสภาวะแสงหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ (2.55-3.49 กิโลลักซ)์ ตลอดเวลา 24 ชั่วโมง พบว่าสาหร่าย S. platensis ที่เลี้ยงภายใต้สภาวะแสงธรรมชาติมีการเจริญเติบโตสูงที่สุดและให้มวลชีวภาพสูงที่สุดอย่างมีนัยสําคัญทางสถิติ (4.02±0.16 กรัมต่อลิตร, p<0.05) ในขณะที่สาหร่าย Spirulina sp. สายพันธุ์น้ำเค็มที่เลี้ยงภายใต้สภาวะแสง ฟลูออเรสเซนต์ให้มวลชีวภาพต่ำที่สุดอย่างมีนัยสําคัญทางสถิติ (1.66±0.01 กรัมต่อลิตร, p<0.05) และเมื่อเปรียบเทียบผลผลิตไฟโคไซยานินในสาหร่ายที่เลี้ยงในสภาวะที่ต่างกันพบว่า สาหร่าย S. platensis ที่เลี้ยงภายใต้สภาวะแสงธรรมชาติให้ผลผลิตไฟโคไซยานินสูงที่สุด 3.70±1.10 มิลลิกรัม ต่อมิลลิลิตร (p<0.05) และจากการศึกษาองค์ประกอบของสารสกัดไฟโคไซยานินด้วยเทคนิค FT-IR พบหมู่ฟังก์ชันของโปรตีน-ลิพิด เอสเทอร์-กรดอะมิโน และเอนไซม์ที่ทําหน้าที่เกี่ยวกับการต้านอนุมูล อิสระ ในไฟโคไซยานินของสาหร่าย S. platensis และ Spirulina sp. สายพันธุ์น้ำเค็มที่เลี้ยงใน สภาวะภายใต้แสงจากธรรมชาติและแสงจากหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ ส่วนหมู่ฟังก์ชันของ Alphatic C-H stretching พบเฉพาะในไฟโคไซยานินของสาหร่าย S. platensis และ Spirulina sp. สายพันธุ์น้ำเค็ม ที่เลี้ยงในสภาวะภายใต้แสงจากธรรมชาติเท่านั้น นอกจากนี้ ได้ตรวจสอบลําดับนิวคลีโอไทด์ของยีนไฟโคไซยานินจากสาหร่าย S. platensis ทั้งหน่วยย่อยอัลฟา (PCC-α) และหน่วยย่อยเบต้า (PCC-β) ซึ่ง PCC-α มีขนาดนิวคลีโอไทดเ์ต็มยีน ในส่วน ORF เป็น 489 คู่เบส แปลงเป็นกรดอะมิโนได้ 162 กรดอะมิโน พบ Domain ที่สําคัญคือ hycobilisomes ณ ตําแหน่งอะมิโนที่ 7-162 และพบลําดับนิวคลีโอไทด์บางส่วนของ PCC-β ซึ่งมี ขนาดนิวคลีโอไทด์ 354 คู่เบสแปลงเป็นกรดอะมิโน 118 อะมิโน พบตําแหน่ง Phycobilisome domain ที่ อะมิโนลําดับที่ 7-118 และจากการศึกษาผลกระทบของการให้แสงที่ต่างกัน คือจาก หลอดฟลูโอเรสเซนต์และแสงจากธรรมชาติต่อการแสดงออกของยีนไฟโคไซยานินในระดับ mRNA ใน สาหร่าย S. platensis พบว่าการแสดงออกของยีนไฟโคไซยานินจากการให้แสงจากหลอดฟลูโอเรส เซนต์ สูงกว่าการให้แสงจากธรรมชาติในทั้งหน่วยย่อยอัลฟา (PCC-α) และหน่วยย่อยเบต้า (PCC-β) อย่างมีนัยสําคัญทางสถิติ (P<0.05) นอกจากนี้ ยังพบว่าในสภาวะการให้แสงที่เหมือนกันการแสดงออกของยีน PCC-α สูงกว่า PCC-β อย่างมีนัยสําคัญทางสถิต ิ(P<0.05) อีกด้วย ผลงานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่า รูปแบบของแสงและความเข้มที่แตกต่างกันส่งผลต่อความสมดุล ในการควบคุมการสังเคราะห์ยีนและแปลรหัสเป็นโปรตีนไฟโคไซยานิน โดยความเข้มแสงที่มากเกินไป หรือไม่เหมาะสมอาจกระตุ้นการสังเคราะห์ยีนที่มากเกินไป ในขณะที่สาหร่ายมีความเครียดจนเกิด การยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีนดังกล่าวได้	th_TH
dc.description.sponsorship	โครงการวิจัยประเภทงบประมาณเงินรายได้จากเงินอุดหนุนรัฐบาล (งบประมาณแผ่นดิน) ประจำปีงบประมาณ พ.ศ. 2559	th
dc.language.iso	th	th_TH
dc.publisher	คณะเทคโนโลยีทางทะเล มหาวิทยาลัยบูรพา วิทยาเขตจันทบุรี	th_TH
dc.subject	ระบบแบคทีเรีย	th_TH
dc.subject	สาขาเกษตรศาสตร์และชีววิทยา	th_TH
dc.subject	สารไซโคไซยานิน	th_TH
dc.subject	สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน	th_TH
dc.title	การศึกษาปริมาณและการแสดงออกของยีนไฟโคไซยานินในสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินและการผลิต heterologous protein ของสารไฟโคไซยานิน โดยใช้ระบบแบคทีเรีย	th_TH
dc.title.alternative	Determination of phycocyanin, expression patterns of the phycocyanin gene in cyanobacteria and heterologous protein production of phycocyanin using bacterial system	en
dc.type	งานวิจัย	th_TH
dc.author.email	pchalee@buu.ac.th
dc.author.email	rachanimuk@buu.ac.th
dc.author.email	maliwan@buu.ac.th
dc.year	2560
dc.description.abstractalternative	Phycocyanin is a characteristic light blue pigment-protein complex from the lightharvesting phycobiliprotein family, along with allophycocyanin and phycoerythrin. Phycocyanin consists of alpha-component (PCC-α) and beta subunits (PCC-β), which are extremely useful in industrial and pharmacutical sectors. In this study, Spirulina platensis and marine Spirulina sp. were cultured under two different light sources, i.e., natural light (1.36-1.68 klx) and fluorescent light (2.55-3.49 klx) (24 hrs.) sources. The results showed that S. platensis cultured under natural light source had the highest growth as well as the highest biomass with the statistical significance (4.02±0.16 grams per liter, p<0.05). In contrast, marine Spirulina sp. cultured under fluorescent light source provided the lowest biomass with the statistical significance (1.66±0.01 grams per liter, p<0.05). Moreover, in terms of the productivity of Phycocyanin, S. platensis cultured under natural light source provided the highest amount of Phycocyanin (3.70±1.10 milligrams per milliliter, p<0.05). The composition of extracted Phycocyanin was investigated by using FT-IR analysis. The results present the functional groups of protein-lipid, esters-amino acids and presence of antioxidant enzyme in Phycocyanin extraction of S. platensis and marine Spirulina sp. cultured under natural light source and fluorescent light source. While the functional groups of Alphatic C-H stretching was found only in the Phycocyanin extraction of S. platensis and marine Spirulina sp. cultured under natural light source. In addition, the nucleotide sequences of Phycocyanin transcripts, PCC-α and PCCβ, of S. platensis were investigated. The ORF region of PCC-α of S. platensis was 489 nucleotides which translated to 162 amino acid residues. The most important domain, phycobilisomes, was found at amino acid residues of 7 to 162. For PCC-β of S. platensis, the parcial ORF region was found with 354 nucleotides size, which translated to 118 amino acid residues. PhycobIlisomes domain was observed at amino acid residues of 7 to 118. Quantitative real-time PCR was used to identify the expression levels of PCC-α and PCC-β, of S. platensis cultured in different light sources. The expression levels of both PCC-α and PCC-β of S. platensis cultured under fluorescent light source were significantly higher than those of cultured under natural light source (P <0.05). Moreover, the expression level of PCC-α was significantly higher than that of PCC-β under the same light source conditions (P <0.05). This research investigated that the different condition of lights and intensity affect to the balancing of gene regulations and protein translation of phycocyanin. Over or inappropriate light intensity may stimulate excessive gene synthesis, while S. platensis are acceptable stress until phycocyanin protein synthesis inhibition was occurred	en