Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/2898
Full metadata record
DC Field | Value | Language |
---|---|---|
dc.contributor.advisor | Kanoktip Packdibamrung | - |
dc.contributor.author | Jeerapan Machaopa | - |
dc.contributor.other | Chulalongkorn University. Faculty of Science | - |
dc.date.accessioned | 2006-09-28T05:47:58Z | - |
dc.date.available | 2006-09-28T05:47:58Z | - |
dc.date.issued | 2003 | - |
dc.identifier.isbn | 9741753837 | - |
dc.identifier.uri | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/2898 | - |
dc.description | Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2003 | en |
dc.description.abstract | Alanine dehydrogenase (EC 1.4.1.1) catalyzes the NAD[superscript +]- dependent reversible oxidative deamination of L-alanine to form ammonia, pyruvate, and NADH. The enzyme is important as a catalyst for the synthesis of amino acids. Moreover, it is therefore applicable to diagonosis of malignant hematopoietic disease. Alnine dehydrogenase from Aeromonas hydrophila has high activity and high substrate specificity, so it is suitable for L-alanine production. However, the enzyme activity lost rapidly upon the incubation at temperature above 50 ํC for 10 min. To improve the enzyme thermostability, site-directed mutagenesis was performed. Uncharged amino acids were replaced by charge residues. G38E, L58R, L101E, P168R and A231E were selected for electrostatic interaction formation based on three dimensional structure of thermophilic counterpart enzyme from Bacillus stearothermophilus. In crude enzyme, L101E and A231E showed higher stability than wild type. While G38E showed similar enzyme level with wild type, L58R and P168R showed lower. Thus, residues of Leu 58 and A231 were chosen for double mutation. Alanine dehydrogenase from L101E, A231E and L101E/Arg231 were purified for comparison of their characters with wild type. The purity of wild type and all mutant enzymes were more than 90%, estimated by native PAGE. Mobility of mutant enzymes on native gel was faster than that of wild type. Whereas, no difference was detected by SDS-PAGE. This evidence reflected the net charge on molecule of enzymes. T[subscript m] of L101E/A231E increased 3 ํC while single mutants showed 2 ํC higher than wild type. Furthermore, optimum temperature of mutants shifted up from 50 ํC in wild type to 52 ํC. The optimum pH, substrate specificity and kinetic properties (K[subscript m]) for L-alanine and NAD[superscript +] of all mutants were not differed from wild type, so no change in an active site of enzyme was occurred. Thus, replacement of Leu 101 and Ala 231 with Glu could form electrostatic interaction which could enhance thermostability. | en |
dc.description.abstractalternative | ;อะลานีนดีไฮโดรจิเนส (EC 1.4.1.1) เร่งปฏิกิริยาการดึงหมู่อะมิโนจากแอล-อะลานีนให้ผลิตภัณฑ์คือแอมโมเนียม, ไพรูเวท และ NADH ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่ผันกลับได้และต้องการ NAD[superscript +] เป็นโคเอนไซม์ จากปฏิกิริยาดังกล่าวจึงได้มีการนำเอนไซม์นี้มาใช้ในการสังเคราะห์กรดอะมิโน รวมทั้งนำมาประยุกต์ใช้ในการวินิจฉัยโรค อะลานีนดีไฮโดรจิเนสที่แยกได้จาก Aeromonas hydrophila มีแอคติวิตีและความจำเพาะต่อสับสเตรทสูงเหมาะสมสำหรับใช้ผลิตกรดอะมิโน แต่อย่างไรก็ตามแอคติวิตีของเอนไซม์ลดลงอย่างรวดเร็วหลังจากการบ่มที่อุณหภูมิสูงกว่า 55 องศาเซลล์เซียส เป็นเวลา 10 นาที ดังนั้นจึงทำการปรับปรุงอะลานีนดีไฮโดรจิเนสให้มีความเสถียรต่ออุณหภูมิสูงขึ้นโดยใช้วิธี site-directed mutagenesis เพื่อเปลี่ยนกรดอะมิโน ที่ตำแหน่ง ไกลซีน 38, ลูซีน 101 และอะลานีน 231 เป็น กรดกลูตามิค นอกจากนี้ยังเปลี่ยนที่ ลูซีน 58 และโพรลีน 168 เป็นอาร์จินีน เพื่อการเกิดพันธะอิเลกโทรสแตติก ในโปรตีนซึ่งมีรายงานว่าเป็นปัจจัยสำคัญต่อความเสถียรต่อความร้อนของอะลานีนดีไฮโดรจิเนส โดยเปรียบเทียบกับพันธะที่พบในเอนไซม์จากแบคทีเรียทนร้อน Bacillus stearothermophilus จากการทดลองในสารละลาย เอนไซม์หยาบพบว่าเอนไซม์ที่เปลี่ยนแปลงตำแหน่ง ลูซีน 101 หรือ อะลานีน 231 เป็นกรดกลูตามิค ทนร้อนมากกว่าเอนไซม์ดั้งเดิม แต่ถ้าเปลี่ยนไกลซีน 38 เป็นกรดกลูตามิคไม่มีผลต่อการทนร้อน ในขณะที่การเปลี่ยนลูซีน 58 หรือโพรลีน 168 เป็นอาร์จินีน มีผลให้เอนไซม์สูญเสียคุณสมบัติทนร้อน ดังนั้นจึงได้ทำการเปลี่ยนกรดอะมิโนทั้งสองตำแหน่งพร้อมกัน (ลูซีน 101 และอะลานีน 231) พบว่าทำให้ความเสถียรเพิ่มสูงขึ้น จากนั้นนำเอนไซม์ที่ให้ผลทนร้อนดีขึ้นมาทำให้บริสุทธิ์ เมื่อวิเคราะห์ด้วยอิเลกโทรโฟรีซิสแบบไม่เสียสภาพพบว่าเอนไซม์มีความบริสุทธิ์มากกว่า 90% และแต่ละเอนไซม์ที่เปลี่ยนแปลงมีการเคลื่อนที่ต่างจากเอนไซม์ดั้งเดิม ซึ่งเป็นผลจากการเพิ่มประจุลบบนโมเลกุลของเอนไซม์ ขณะที่การเคลื่อนที่ของเอนไซม์จากการทำอิเลกโทรโฟรีซิสแบบเสียสภาพให้ผลไม่แตกต่างจากเอนไซม์ดั้งเดิม การศึกษาความเสถียรต่อความร้อนซึ่งใช้ค่า T[subscript m] เป็นค่าแสดงความเสถียร พบว่าเอนไซม์ที่มีการเปลี่ยนแปลงกรดอะมิโนทั้งสองตำแหน่ง (ลูซีน 101 และอะลานีน 231) แสดงค่า T[subscript m] สูงกว่าเอนไซม์ดั้งเดิม 3 องศาเซลล์เซียส ส่วนเอนไซม์ที่เปลี่ยนแปลงตำแหน่งเดียวให้ผลเพิ่มขึ้น 2 องศาเซลล์เซียส นอกจากนี้ยังพบว่าอุณหภูมิที่เหมาะสมในการทำปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่ถูกเปลี่ยนแปลงทั้งหมดมีการเพิ่มขึ้นจากเดิม 50 องศาเซลล์เซียส เป็น 52.5 องศาเซลล์เซียส แต่ผลของ pH ความจำเพาะกับสับสเตรท และค่า k[subscript m] ต่อแอล-อะลานีน และ NAD พบว่าไม่แตกต่างกัน ทำให้คาดการณ์ได้ว่าบริเวณเร่งปฏิกิริยาไม่ถูกเปลี่ยนแปลง จากการทดลองทั้งหมดสรุปได้ว่าการเปลี่ยนแปลงกรดอะมิโนลูซีน 101 และอะลานัน 231 เป็นกรดลูตามิค ทำให้เอนไซม์มีความเสถียนต่อความร้อนเพิ่มขึ้นเนื่องจาการเกิดพันธะอิเลกโทรสแตติกโดยที่การทำงานของเอนไซม์ไม่เปลี่ยนแปลง | - |
dc.format.extent | 8164562 bytes | - |
dc.format.mimetype | application/pdf | - |
dc.language.iso | en | en |
dc.publisher | Chulalongkorn University | en |
dc.rights | Chulalongkorn University | en |
dc.subject | Thermostat | en |
dc.subject | Electrostatics | en |
dc.subject | Aeromonas hydrophila | en |
dc.subject | Alanine dehydrogenase | en |
dc.subject | Site directed mutagenesis | en |
dc.title | Thermostability improvement of alanine dehydrogenase from Aeromanas hydrophila by site directed mutagenesis | en |
dc.title.alternative | การปรับปรุงความเสถียรต่อความร้อนของอะลานีนดีไฮโดรจิเนสจาก Aeromanas hydrophila โดยวิธี site directed mutagenesis | en |
dc.type | Thesis | en |
dc.degree.name | Master of Science | en |
dc.degree.level | Master's Degree | en |
dc.degree.discipline | Biochemistry | en |
dc.degree.grantor | Chulalongkorn University | en |
dc.email.advisor | pkanoktip@chula.ac.th | - |
Appears in Collections: | Sci - Theses |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
Jeerapan.pdf | 6.29 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.