การพัฒนาเอนไซม์เบนโซฟีโนนซินเทสจากเปลือกมังคุดเพื่อประโยชน์ทางเภสัชกรรม


2021-02-02 10:42:21
การพัฒนาเอนไซม์เบนโซฟีโนนซินเทสจากเปลือกมังคุดเพื่อประโยชน์ทางเภสัชกรรม
การพัฒนาเอนไซม์เบนโซฟีโนนซินเทสจากเปลือกมังคุดเพื่อประโยชน์ทางเภสัชกรรม
          สารประกอบแซนโทน เป็นสารกลุ่มฟีนอล ซึ่งมีรายงานวิจัยว่าอนุพันธ์ของแซนโทนหลายชนิดมีคุณสมบัติเป็นสารต้านอนุมูลอิสระได้ดี ซึ่งผศ.ดร. นาฏศจี นวลแก้ว อาจารย์คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น มีความสนใจแอลฟาแมงโกสติน ซึ่งเป็นสารกลุ่มแซนโทนในเปลือกมังคุดที่ถูกผลิตขึ้นโดยการเร่งปฏิกริยาของเอนไซม์เบนโซฟีโนนซินเทส ซึ่งเป็นเอนไซม์ในกลุ่มโพลีคีไทด์ซินเทสและเป็นเอนไซม์ตัวแรกที่ทำหน้าที่เร่งปฏิกริยาในวิถีชีวสังเคราะห์ของสารกลุ่มแซนโทน ซึ่งสารกลุ่มนี้มีฤทธิ์ทางชีวภาพ ได้แก่ ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ และฤทธิ์ต้านเซลล์มะเร็ง กระบวนการสังเคราะห์สารประกอบพอลิคีไทด์ในธรรมชาติ เกิดจากอนุพันธ์ของโคเอมไซม์เอ (coenzyme A, CoA) ได้แก่ มาโลนิลโคเอ (malonyl CoA) กับเบนโซอิลโคเอนไซม์เอ (benzoyl coenzyme A; benzoyl CoA) ทำปฏิกิริยาการควบแน่น ซึ่งเร่งปฏิกริยาโดยเอนไซม์เบนโซฟีโนนซินเทสจากเปลือกมังคุด

          จากความสำคัญของเอนไซม์ดังกล่าว ผศ.ดร. นาฏศจี นวลแก้ว จึงสนใจศึกษาโครงสร้างโปรตีนเบนโซฟีโนนซินเทส ซึ่งสามารถผลิตเอนไซม์บริสุทธิ์และศึกษาชนิดของผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการเร่งปฏิกริยาของเอนไซม์ พบว่า 2,4,6-trihydroxybenzophenone (รูปที่ 1A) ที่ผลิตได้จะถูกเปลี่ยนเป็นแอลฟาแมงโกสติน (รูปที่ 1B) ในวิถีชีวสังเคราะห์

           การวิเคราะห์โครงสร้างสามมิติของเอนไซม์ ด้วยเทคนิค Macromolecular X-ray Crystallography  ดร. ชมภูนุช ส่งสิริฤทธิกุล นักวิทยาศาสตร์ระบบลำเลียงแสงของสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอนได้เตรียมผลึกของโปรตีนเบนโซฟีโนนซินเทส และสามารถเก็บข้อมูลการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ได้ความละเอียดระดับ 2.3 อังสตรอม พบว่าโครงสร้างโปรตีนประกอบด้วยการจับตัวกันของสายโพลีเปปไทด์ 2 หน่วยย่อยที่เหมือนกัน แต่ละหน่วยมีรูปร่างแบบเกลียวแอลฟาสลับกับแบบแผ่นพับซ้อน (αβαβα fold) ดังแสดงในรูปที่ 2A เมื่อเปรียบเทียบโครงสร้างสามมิติของเอนไซม์ กับพอลิคีไทด์ซินเทสประเภทที่สาม (ซึ่งมักพบในพืชเป็นส่วนใหญ่) พบว่าโครงสร้างโปรตีนมีความคล้ายทั้งรูปร่างและขนาด แต่มีตำแหน่งของกรดอะมิโนต่างๆ ที่บริเวณเร่งมีหน้าที่สำคัญ  (รูปที่ 2B) ซึ่งมีผลต่อความจำเพาะของเอนไซม์ต่อสับสเตรท และความจำเพาะต่อผลิตภัณฑ์ที่ถูกสังเคราะห์ขึ้น

          ผลจากการวิเคราะห์โครงสร้างโปรตีน สามารถใช้ในการออกแบบการทำวิศวกรรมโปรตีน เพื่อสร้างมิวแตนท์ให้สามารถรับสารตั้งต้นที่หลากหลาย คาดหวังให้เอนไซม์สามารถเพิ่มผลิตภัณฑ์ได้มากขึ้น หรือผลิตสารชนิดใหม่ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพได้หลากหลายยิ่งขึ้น

ผศ.ดร. นาฏศจี นวลแก้ว
สาขาเภสัชเวทและพิษวิทยา คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
ดร. ชมภูนุช ส่งสิริฤทธิกุล
สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน)  


ข่าวอื่นๆ

สุดล้ำ! Banpu NEXT e- PromptMoveโซลูชันด้านพลังงานสะอาดมาพัฒนาเป็นต้นแบบ  ชุดเครื่องผลิตและกักเก็บไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ แบบออฟกริดจาก ‘บ้านปู เน็กซ์’
สุดล้ำ! Banpu NEXT e- PromptMoveโซลูชันด้านพลังงานสะอาดมาพัฒนาเป็นต้นแบบ ชุดเครื่องผลิตและกักเก็บไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ แบบออฟกริดจาก ‘บ้านปู เน็กซ์’
พบแมงกะพรุนกล่อง มีหนวด 1 เส้นจากแต่ละมุม ที่ระดับความลึกประมาณ 5 เมตร ด้านหน้าโรงแรมบริเวณหาดกะตะ
พบแมงกะพรุนกล่อง มีหนวด 1 เส้นจากแต่ละมุม ที่ระดับความลึกประมาณ 5 เมตร ด้านหน้าโรงแรมบริเวณหาดกะตะ
การศึกษาชั้นบรรยากาศของโลกยุคโบราณ อาจช่วยให้ค้นหาเบาะแสของสิ่งมีชีวิตนอกโลก
การศึกษาชั้นบรรยากาศของโลกยุคโบราณ อาจช่วยให้ค้นหาเบาะแสของสิ่งมีชีวิตนอกโลก
เอฟเอโอกดดันภาคปศุสัตว์ลดปล่อยก๊าซเรือนกระจก หลังความต้องการพุ่ง 50 %
เอฟเอโอกดดันภาคปศุสัตว์ลดปล่อยก๊าซเรือนกระจก หลังความต้องการพุ่ง 50 %