การโคลนและการวิเคราะห์ยีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์โฮโล-ซีไฟโคไซยานิน หน่วยย่อยแอลฟาจาก Nostoc spp. และ Thermosynechococcus sp. TUBT-T01

Cloning and Analysis of Holo-C-Phycocyanin Alpha Subunit Synthesis Genes from Nostoc spp. and Thermosynechococcus sp. TUBT-T01

Abstract

ซีไฟโคไซยานิน คือ โปรตีนสีน้ำเงินที่ถูกใช้เป็นสารเรืองแสงในการวิเคราะห์ด้านภูมิคุ้มกันวิทยา และ ถูกใช้เป็น สีธรรมชาติในอาหารและเครื่องสำอาง มีรายงานว่าซีไฟโคไซยานินมีศักยภาพที่จะพัฒนาเพื่อใช้ ประโยชน์ทางด้านการแพทย์เนื่องจากมีสมบัติต้านอนุมูลอิสระ งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อโคลนยีนที่สำคัญในกระบวนการสังเคราะห์โฮโล-ซีไฟโคไซยานิน ได้แก่ ยีน hox1 และ pcyA จากไซยาโนแบคทีเรียกลุ่ม Nostoc ยีน cpcE และ cpcF จาก Thermosynechococcus sp. TUBT-T01 ผู้วิจัยได้โคลนและวิเคราะห์ลำดับ นิวคลีโอไทด์ของยีน รวมถึงทำนายโครงสร้างทุติยภูมิและวิเคราะห์สมบัติทางเคมีกายภาพของโปรตีน ผลการ วิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์เปรียบเทียบกับลำดับนิวคลีโอไทด์ของไซยาโนแบคทีเรียในฐานข้อมูล Nucleotide databases ของ NCBI พบว่า ยีน hox1 ของ Nostoc sp. TUBT04 และ pcyA ของ Nostoc sp. TUBT01 มีความเหมือนกันกับยีน hox1 และ pcyA ของ Nostoc sp. NIES-4103 ที่ระดับ 97 เปอร์เซ็นต์ และ 96 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ ในขณะที่ ยีน cpcE และ cpcF ของ Thermosynechococcus sp. TUBT-T01 มีความเหมือนกันกับยีน cpcE และ cpcF ของ Thermosynechococcus sp. CL-1, Thermosynechococcus elongatus PKUAC-SCTE542, Thermosynechococcus vulcanus NIES-2134 และ Thermosynechococcus elongatus BP-1 ที่ระดับ 90-92 เปอร์เซ็นต์ ผลที่ได้จากงานวิจัยนี้ จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการนำไปใช้ผลิตโฮโล-ซีไฟโคไซยานินหน่วยย่อยแอลฟาของThermosynechococcus sp. TUBT-T01 ในระบบ Escherichia coli ต่อไป              C-phycocyanin is a blue-colored protein used as a fluorescent reagent for immunological analysis and natural pigment in food and cosmetics. Furthermore, many studies reported the pharmaceutical potential of C-phycocyanin due to its antioxidant properties. This study was conducted to isolate and clone the necessary genes for the synthesis of holo-C-phycocyanin alpha subunit including hox1 and pcyA from Nostoc spp. as well as cpcE and cpcF from Thermosynechococcus sp. TUBT-T01. The genes were successfully identified, cloned, and sequenced. Physiochemical properties and secondary structure of proteins were analyzed and predicted. The nucleotide sequences of each gene were aligned with those of other cyanobacterial strains available in the GenBank. The results indicated that the nucleotide sequences of hox1 from Nostoc sp. TUBT04 and pcyA from Nostoc sp. TUBT01 had 97% and 96% identity to those from Nostoc sp. NIES-4103 respectively. While the nucleotide sequences of cpcE and cpcF from Thermosynechococcus sp. TUBT-T01 had 90-92% identity to those from Thermosynechococcus sp. CL-1, Thermosynechococcus elongatus PKUAC-SCTE542, Thermosynechococcus vulcanus NIES-2134, and Thermosynechococcus elongatus BP-1. Results obtained from this study will be very beneficial for the production of holo-C-phycocyanin from Thermosynechococcus sp. TUBT-T01 using Escherichia coli expression system in the near future.