Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/19872
Title: Gene cloning, expression and characterization of chitinase from black tiger shrimp Penaeus monodon
Other Titles: การโคลนยีน การแสดงออก และการศึกษาลักษณะสมบัติของไคทิเนสจากกุ้งกุลาดำ Penaeus monodon
Authors: Porranee Proespraiwong
Advisors: Vichien Rimphanitchayakit
Anchalee Tassanakajon
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: rvichein@chula.ac.th
anchalee.k@chula.ac.th
Subjects: Molecular cloning
Animal genetic engineering
Gene expression
Penaeus monodon
Issue Date: 2009
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Chitinases are essential enzymes for crustaceans and animal alike for their molting and digestion of foods containing chitin. From the Penaeus monodon EST database, cDNA contigs and singletons for three chitinases, namely PmChi1, 2 and 3, were identified. The complete sequences of the mature PmChi1, 3 and partial PmChi2 were amplified and cloned. The reading frames of PmChi1 and 3 encoded mature proteins of 644 and 468 amino acids with calculated molecular weights of 72.4 and 51.9 kDa, respectively. The amino acid sequence comparison among the penaeid chitinases revealed very high homology around 90%. They were, thus, grouped together along with those of other crustaceans and insects into three groups separated from those of mammals. The PmChi1 and 3 were expressed mainly in hepatopancreas, whereas PmChi2 were in gill. Small amount of them could be expressed in other tissues. After molting, only the expression of PmChi2 was down-regulated while the expression of PmChi1 and 3 was relatively unchanged. The results suggested that the PmChi2 was likely involved in molting while the others might function in the digestion of chitinous foods. The recombinant PmChi1 (rPmChi1) over-produced from Escherichia coli had its optimal pH 5 but it was most stable at neutral pH. Interestingly, the optimal temperature was relatively high at 55 ºC. Nevertheless, it was stable at lower temperature below 40 ºC. The rPmChi1 preferentially hydrolyzed the more soluble substrates like partially N-acetylated chitin (PNAC) and colloidal chitin from shrimp shell as compared to the β-chitin from squid pen.
Other Abstract: ไคทิเนสเป็นเอนไซม์ที่จำเป็นต่อครัสเตเซียนและสัตว์ในกลุ่มใกล้เคียงกันในการลอกคราบและการย่อยอาหารที่มีไคทินเป็นองค์ประกอบ จากฐานข้อมูล EST ของกุ้งกุลาดำ พบ cDNA contig และ singleton ของไคทิเนส 3 ชนิด คือ PmChi1, 2 และ 3 ได้ทำการเพิ่มปริมาณยีนของ mature PmChi1, 3 และบางส่วนของ PmChi2 และทำการโคลน กรอบอ่านรหัสของ PmChi1 และ 3 แปลรหัสได้เป็น mature protein ที่มีกรดอะมิโน 644 และ 468 ตัว ซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุล 72.4 และ 51.9 กิโลดาลตัน ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบลำดับกรดอะมิโนของไคทิเนสในกุ้งสกุลพีเนียส พบว่า มีความคล้ายคลึงกันสูงมากถึงร้อยละ 90 โดย PmChi1, 2 และ 3 ถูกจัดกลุ่มร่วมกับไคทิเนสจากครัสเตเชียนอื่น ๆ และแมลงได้เป็น 3 กลุ่ม ซึ่งแยกออกจากไคทิเนสจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม PmChi1 และ 3 มีการแสดงออกมากในตับ ในขณะที่ PmChi2 มีการแสดงออกมากในเหงือก แต่ก็สามารถแสดงออกได้ในปริมาณเล็กน้อยในเนื้อเยื่ออื่น การแสดงออกของ PmChi2 หลังการลอกคราบลดลง ในขณะที่การแสดงออกของ PmChi1 และ 3 ไม่เปลี่ยนแปลง ผลเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า PmChi2 น่าจะเกี่ยวข้องกับการลอกคราบ ในขณะที่ PmChi1 และ 3 อาจจะทำหน้าที่ในการย่อยอาหารที่มีไคทินเป็นองค์ประกอบ รีคอมบิแนนท์ PmChi1 (rPmChi1) ที่ผลิตได้ใน Escherichia coli มีค่าความเป็นกรด-ด่างที่เหมาะสมต่อการทำงานเป็น 5 แต่มีความเสถียรมากที่สุดที่ความเป็นกรด-ด่างที่เป็นกลาง ที่น่าสนใจ คือ อุณหภูมิที่เหมาะสมต่อการทำงานของเอนไซม์มีค่าสูงถึง 55 องศาเซลเซียส แม้ว่าจะมีความเสถียรที่อุณหภูมิต่ำกว่า 40 องศาเซลเซียส rPmChi1 ย่อยสารตั้งต้นที่ละลายได้ เช่น ไคทินที่ถูก N-acetylate บางส่วน (PNAC) และไคทินคอลลอยดัลจากเปลือกกุ้งได้ดีกว่า β-ไคทินจากแกนหมึก
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2009
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Biotechnology
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/19872
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2009.1538
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2009.1538
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Porranee_pr.pdf3.87 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.