TÓM TẮT
Catechin là hợp chất chính của con đường chuyển hóa flavonoid ở chè, được tổng hợp theo 4 nhánh khác biệt, dưới sự xúc tác trực tiếp của 2 loại enzyme là leucoanthocyanidin reductase (LAR) và anthocyanidin reductase (ANR). Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành phân lập và mô tả trình tự gen mã hóa ANR và LAR từ giống chè Trung Du xanh (kí hiệu CsANR2 và CsLAR1). Gen CsANR2 thu được có chiều dài 1014 bp, mã hóa 337 amino acid. Kết quả so sánh trình tự nucleotide cho thấy gen CsANR2 ở giống chè Trung Du xanh có ít khác biệt về trình tự nucleotide so với trình tự CsANR2 công bố trên Genbank, với hệ số tương đồng nucleotide từ 98,9–99,6 %, tương đồng trình tự amino acid đạt 95,7–99,5%. CsANR2 có 2 vùng chức năng chính, vùng giàu glycine ở đầu N có chức năng liên kết với NAD hoặc NADP (GGTGFVAA); vùng xác định sự đặc hiệu cơ chất có chứa các amino acid liên quan đến sự xúc tác của enzyme (130S, 167Y và 171K). Kết quả phân tích cho thấy, sự khác biệt trình tự nucleotide không dẫn đến sự biến đổi trình tự amino acid ở các domain chức năng quan trọng của CsANR2. Gen CsLAR1 có kích thước 1.029 bp, mã hóa 342 amino acid. Hệ số tương đồng trình tự nucleotide của CsLAR1 giữa chè Trung Du xanh với các trình tự đã công bố trên GenBank dao động từ 96,3–100%, tương đồng trình tự amino acid là 88,3–100%. CsLAR1 có chứa 3 motif bảo thủ giữa các loài: motif RFLP, ICCN và THD. Tuy nhiên, motif ICCN của CsLAR1 từ chè Trung Du xanh có 1 vị trí amino acid khác biệt so với các trình tự còn lại ở chè (I153T). Kết quả phân tích các vùng chức năng của CsLAR1 cho thấy, CsLAR1 ở chè có tính bảo thủ ở các amino acid liên kết với cơ chất, vùng giàu glycine đầu N liên kết với NADP có một vị trí amino acid thay đổi (GACGFIG), riêng mẫu chè Trung Du xanh là C, ở tất cả các mẫu công bố đều là S. Như vậy, một số biến đổi trình tự amino acid của CsANR2 và CsLAR1 có ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme như thế nào cần phải có những nghiên cứu sâu hơn làm sáng tỏ.
Từ khóa: Anthocyanidin reductase, Catechin, Epicatechin, Gallocatechin, Epigallocatechin, Leucoanthocyanidin reductase
Isolation and characterization of genes encoding leucoanthocyanidin reductase and anthocyanidin reductase from the green Trung Du tea in Thai Nguyen (Camellia sinensis) Abstract Catechins are major components of the flavonoid pathway in tea in which they are synthesized in four distinct ways under the direct catalysis of two enzymes, leucoanthocyanidin reductase (LAR)and anthocyanidin reductase(ANR). In this study, we conducted the cloning and sequence analysis of genes encoding ANR and LAR (namely, CsANR2 and CsLAR1) from the Green Trung Du cultivar. The length of CsANR2 gene is 1,014 bp, encoding 337 amino acids. Comparative analysis of the nucleotide sequences showed that there was limited difference between the CsANR2 gene in the green tea cultivar and the CsANR2 sequence published in Genbank, with nucleotide identity of 98.9–99.6%, and amino acid similarity of 95.7–99.5%. CsANR2 has two major functional regions, the N-terminal glycine-rich domain that functions in association with NAD or NADP (GGTGFVAA); the substrate-specific domain has amino acids involved in enzyme catalysis (S130, Y167 and K171). The results showed that the difference in nucleotide sequences does not lead to amino acid change in the important functional domains of CsANR2. The length of CsLAR1 gene is 1,029 bp, encoding 342 amino acids. The difference between CsLAR1 of green Trung Du tea and those published in GenBank ranged from 96.3–100% in nucleotide, and 88.3–100% in amino acid sequence. CsLAR1 contains 3 conserved amino acid motifs among species, RFLP, ICCN and THD. However, the ICCN motif of CsLAR1 from green Trung Du tea has a distinct amino acid from the published sequences (I153T). Analysis of the functional domains of CsLAR1 showed that CsLAR1 in tea was conserved in the amino acids linked to the substrate, and the N-terminal glycine-rich domain binding to NADP has a modified amino acid (GACGFIG). How these amino acid modifications affect CsANR2 and CsLAR1 enzymatic activities, that further research is needed to be conducted for clarification. Keywords: Anthocyanidin reductase, Catechin, Epicatechin, Epigallocatechin, Gallocatechin, Leucoanthocyanidin reductase |
Hoàng Thị Thu Yến1, Dương Trung Thành1, Phạm Thị Hằng1, Dương Trung Dũng2, Huỳnh Thị Thu Huệ3
1Trường Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên, 2Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên, 3Viện Nghiên cứu hệ gen, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
(Nguồn: Tạp chí Công nghệ sinh học 16(3): 473–480, 2018)
Đăng nhập
