โครงสร้างและการประยุกต์ใช้โปรตีนฆ่าลูกน้ำยุงชนิดไบนาร่ี จากแบคทีเรีย Lysinibacillus sphaericus

Abstract

          แบคทีเรีย Lysinibacillus sphaericus เดิมเรียกว่า Bacillus sphaericus มีความสามารถในการฆ่าตัวอ่อนของยุง โดยผลิตโปรตีนสารพิษชนิดไบนารี่ (Binary toxin) ในระยะที่มีการสร้างสปอร์โปรตีนไบนารี่ออกฤทธิ์ต่อระยะตัวอ่อนของยุงรำคาญ และยุงก้นปล่องได้ดี โปรตีนไบนารี่ประกอบด้วยโปรตีน 2 ชนิดที่ทำงานร่วมกัน ได้แก่ โปรตีนบินเอ (BinA) และโปรตีนบินบี (BinB) โครงสร้างของโปรตีนชนิดสองชนิดนี้มีความคล้ายคลึงกันแต่มีหน้าที่ต่างกัน เมื่อลูกน้ำยุงกินโปรตีนไบนารี่เข้าไปจะเกิดการกระตุ้นโดยเอนไซม์ในกระเพาะแล้วเข้าสเู่ซลล์ในกระเพาะลูกน้ำเกิดการออกฤทธิ์ส่งผลให้ลูกน้ำเป็นอัมพาตและตายในที่สุด ปัจจุบันนี้ได้มีการนำแบคทีเรียชนิดนี้ มาพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์เพื่อใช้ในการควบคุมยุงพาหะแทนการใช้สารเคมีได้ผลในหลายประเทศและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม แต่การใช้งานยังไม่แพร่หลายมากนัก เนื่องจากออกฤทธิ์ช้าและยังขาดข้อมูลด้านการทำงาน ดังนั้นวัตถุประสงค์ของการทบทวนนี้ คือการสรุปประเด็นที่สำคัญของ L. sphaericus โดยเฉพาะในด้านโครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีนฆ่าลูกน้ำยุงชนิดไบนารี่ เพื่อการศึกษาในอนาคตจะนำไปสู่การพัฒนาเป็นชีวภัณฑ์ สำหรับควบคุมแมลงศัตรูพืชและพาหะนำโรคที่มีศักยภาพสูงมากขึ้นและมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย           Binary toxin (Bin) is produced by Lysinibacillus sphaericus during sporulation phase. The former name is Bacillus sphaericus. The binary toxin is highly toxic to Culex and Anopheles mosquito larvae. The binary toxin is composed of two proteins, BinA and BinB. The structures of both proteins are similar but they perform different function. After ingestion by larvae, the binary toxin is solubilized under alkaline condition and digested by protease in the larval gut resulting in paralysis and death. To date, L.sphaericusis used as a biological control agent instead of chemical insecticides as it is more environmental friendly. Nevertheless, the use of L. sphaericus is not widespread. This review aims to summarize the crucial knowledge of the toxin produced by L. sphaericus, especially in the structure and function of the mosquito larvicide binary toxin. In order to develop a binary toxin with higher efficacy, the basic knowledge must be applied.