การศึกษาโปรตีน IA3 ที่ทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้งของเอ็นไซม์ในกลุ่มแอสพาร์ติก โปรตีเนส

วิชุดา จันทร์ข้างแรม; สุนทรต์ ชูลักษณ์

dc.contributor.author	วิชุดา จันทร์ข้างแรม
dc.contributor.author	สุนทรต์ ชูลักษณ์
dc.contributor.other	มหาวิทยาลัยบูรพา วิทยาเขตสระแก้ว. คณะวิทยาศาสตร์และสังคมศาสตร์
dc.date.accessioned	2019-06-18T07:29:31Z
dc.date.available	2019-06-18T07:29:31Z
dc.date.issued	2561
dc.identifier.uri	http://dspace.lib.buu.ac.th/xmlui/handle/1234567890/3605
dc.description.abstract	เอนไซม์ในกลุ่มแอสพาร์ติกโปรตีเนส จัดเป็น endopeptidase ที่ทำหน้าที่ในการย่อยสลายโปรตีน เช่น เปปซิน เรนนิน และคาเทปซิน สามารถพบได้ในสิ่งมีชีวิตหลายชนิด และมีความสำคัญต่อกระบวนการทางสรีรวิทยาและกระบวนการทางชีวภาพ อีกทั้งยังมีบทบาทสำคัญในกลไกการก่อให้เกิดโรคติดเชื้อต่าง ๆ เช่น gastric ulcers และ AIDS เป็นต้น ทำให้การศึกษาการทำงานเอนไซม์ในกลุ่มแอสพาร์ติกโปรตีเนสนี้สามารถนำไปสู่วิธีที่จะยับยั้งการเกิดโรคหลาย ๆ ชนิดได้ ที่บริเวณเร่งของเอนไซม์ในกลุ่มนี้ประกอบไปด้วยกรดอะมิโนแอสพาร์ติกสองตัวและจะเร่งปฏิกิริยาได้ดีภายใต้สภาวะที่เป็นกรด ตัวยับยั้งที่มีประสิทธิภาพของแอสพาร์ติกโปรตีเนส คือ เปปสแตติน ซึ่งป็นยาปฏิชีวนะ มีโมเลกุลขนาดเล็ก และตัวยับยั้งที่เป็นเพปไทด์สายสั้น ๆ ที่พบในธรรมชาติและปัจจุบันนี้พบเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้น ซึ่งโปรตีน IA3 เป็นเพปไทด์สายสั้น ๆ ที่แยกได้จากยีสต์ Saccharomyces cerevisiae ทำ หน้าที่ยับยั้ง โปรตีเนส เอ ซึ่งเป็นแอสพาร์ติกโปรตีเนส ภายในเซลล์ยีสต์ S. cerevisiae ได้อย่างเฉพาะเจาะจงและมีประสิทธิภาพสูงถึงระดับ subnanomolar ซึ่ง IA3 จะยับยั้งสับสเตรทได้เพียงชนิดเดียวเท่านั้น เมื่อลองทดสอบกับเอนไซม์แอสพาร์ติกโปรตีเนสชนิดอื่น ๆ IA3 จะไม่สามารถยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ชนิดอื่นได้เลย อีกทั้งยังถูกย่อยสลายไปด้วย โครงงานวิจัยนี้เป็นการใช้ ชี วสารสนเทศ (bioinformatics) ในการค้นหาโปรตีนที่มีโครงสร้างคล้าย IA3 จากจีโนมของเชื้อรา ยีสต์ และสิ่งมีชีวิตอื่น โดยใช้ Basic local alignment search tools ในการตรวจสอบหา sequence homology จาก fungal sequence databases เพื่อค้นหาว่านอกจากในยีสต์ S. cerevisiae แล้วยังมีสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นอีกหรือไม่ที่มีโปรตีนที่สามารถยับยั้งการทำงานของแอสพาร์ติกโปรตีเนสอย่างเฉพาะเจาะจง รวมถึงศึกษาหน้าที่ทางชีวภาพของตัวยับยั้งที่ค้นพบนี้ด้วย จากผลการศึกษาพบว่า มีโปรตีนจากยีสต์สายพันธ์อื่น ๆ ที่มีความคล้ายคลึงกับ IA3 จาก S. cerevisiae อีก 4 ชนิด คือ Saccharomyces kudriavzevii, Saccharomyces arboricola, Saccharomyces eubayanus และNaumovozyma castellii โดยที่โปรตีนจาก S. kudriavzevii มีความเหมือนกับ wild type IA3 มากที่สุด มีค่า %Identity เท่ากับ 82 เปอร์เซ็นต์โปรตีนที่มีโครงสร้างของกรดอะมิโน 2-34 ตัวแรกมีความเหมือนกับ wild type IA3 มากที่สุดคือ โปรตีนจาก S. eubayanus ที่มีค่าของ % Identity เท่ากับ 97 เปอร์เซ็นต์ และพบโปรตีนตัวอื่นที่มีโครงสร้างปฐมภูมิคล้ายคลึงกับโปรตีน IA3 จากการ BLAST ข้อมูลโปรตีนบนฐานข้อมูลฟังไจ พบโปรตีนทั้งหมด 172 ตัวที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกับ IA3	th_TH
dc.description.sponsorship	โครงการวิจัยประเภทงบประมาณเงินรายได้จากเงินอุดหนุนรัฐบาล (งบประมาณแผ่นดิน) ประจำปีงบประมาณ พ.ศ. 2561	th_TH
dc.language.iso	th	th_TH
dc.publisher	คณะวิทยาศาสตร์และสังคมศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา วิทยาเขตสระแก้ว	th_TH
dc.subject	เอนไซม์	th_TH
dc.subject	วิศวกรรมโปรตีน	th_TH
dc.subject	สาขาวิทยาศาสตร์เคมีและเภสัช	th_TH
dc.title	การศึกษาโปรตีน IA3 ที่ทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้งของเอ็นไซม์ในกลุ่มแอสพาร์ติก โปรตีเนส	th_TH
dc.title.alternative	Study of the aspartic proteinase inhibitor, IA3 In silico study and Molecular engineering	th_TH
dc.type	Research	th_TH
dc.author.email	wichudajan@buu.ac.th
dc.author.email	sunthornc@buu.ac.th
dc.year	2561	th_TH
dc.description.abstractalternative	Aspartic proteinases are classified as endopeptidases that play important role in a number of physiological and biological processes. These proteolytic enzymes are characterized by acidic pH optima and the utilization of two aspartic acid residues in their catalytic mechanism and can be found in various organisms. Widely known members of aspartic proteinases included renin, pepsin and cathepsin. It has also been reported that aspartic proteinases associated with several pathological conditions such as gastric ulcers and AIDS. Extensive studies on catalytic mechanisms of these enzymes could be lead to crucial medical and biological applications such as developing a potential drug target for diseases treatment. Two types of aspartic proteinase inhibitors have been identified e.g. small molecule inhibitor and naturally occurring peptides. Most of aspartic proteinases are highly susceptible to inhibition by pepstatins, a series of non-proteinaceous natural products. Pepstatin is an antibiotic that acts as potent inhibitor of aspartic proteinases. However, only a small number of naturally-occurring polypeptide inhibitors of aspartic proteinases have so far been discovered. One among these inhibitors is S. cerevisiae IA3. The S.cerevisiae Proteinase A is solely and potently inhibited by this small polypeptide at subnanomolar level. It was proven that not only IA3 has no detectable effect against a wide range of aspartic proteinases, but it was also shown to be cleaved as a substrate of these non-target enzymes. Bioinformatics analysis of the IA3 structure has been undertaken in this study. Extensive database searching for sequence homology from available genome data bank including those of fungi and yeast using BLAST (basic local alignment search tools) revealed that four structurally related, IA3-like have successfully been identified from several yeast species namely Saccharomyces kudriavzevii, Saccharomyces arboricola, Saccharomyces eubayanus and Naumovozyma castellii, respectively. The IA3-like protein S. kudriavzevii share highest degree of similarity toward wild type IA3 (82%) whereas residues 2-34 of a putative IA3 from S. eubayanus showed 97% identity with that of wild type. Moreover, 172 others of IA3-structurally related sequences have also been identified from numerous fungi species in this study	en