■

T A P C H Í K H O A H O C N o 4 - 1993

NGHIÊN CỨU DIỀU TRA CÁC PROTEINAZA VÀ CÁC

CHẤT ỨC CHẾ PROTEINAZA Ở MỘT s ó LOẠI RONG BIEN

Ph ạm Trản Cháu1, Phan Thị Hà2, Nguyền Quang Vinh1 1. Bộ m ôn Sinh kóa - Khoa S ĩnk Đ H T H Hà Nội

2. Trung tàm vi sinh ứng dung Đ H T H Hà Nội

Sinh vậ t & biển, nhấ t là vùng biển nhiệt đói r ấ t đa dạ ng và phong phú về t h à n h phần giống, loài. Các sinh vậ t biển là nguồn nguyên liệu qúi giá về các chất có hoạt t ính s inh học Ịl, 3, 6,8, 9], do đó chúng có thể được xử dụng làm nguồn nguyên liệu để sản xuấ t các chấ t kháng sinh, các thuốc điều trị nhiều bệnh khác nhau. Tuy nhiên, việc nghiên cứu,khai thác kh ía cạnh này của s inh vậ t biển t rên t h ế giới cũng n h ư ò nước t a còn r ấ t hạn ché.

Các loài rong biển t ừ lâu đã được biết là nguồn nguyên tố vi lượng quý giá [2, 4| v à một số còn là nguồn vi tamin.

Các công t r ình nghiên cứu sinh hóa rong biển ò nước t a đã công bố chủ yếu t ập t rung vào aga, axit alginic; một số có nghiên cứu điều t ra về th à n h phần hóa học [5] nhưng c hưa có công t r ình nào đề cập đến proteinaza và các chất ức chế của chúng. Nhừng kiến thức Hóa sinh hiện nay cho thấy các proteinaza và các chấ t ức chế của chúng t h a m gia t rong nhiều q u á t r ình sống quan t rọng. Vì vậy, việc nghiên cứu các chất này ỉr các sinh vật biển là những d ẫ n liệu cơ sỉr quan t rọng t rong nghiên cứu cơ bản một cách có hệ thống về hóa sinh của chúng.

Bài này giới thiệu két quả nghiên cửu điều t r a các prote inaza và các chất ức chế proteinaza ờ một sổ loài rong biển thuộc 3 ngành rong đỏ (Rhodophy ta ) , rong nâu (Phaeophyta ) và rong lục (Chlorophyta) .

NG U Y ÊN LIỆU VÀ P H Ư Ơ N G P H Á P

M ẩ u vậ t nghiên cứuCác loài rong biển do Viện nghiên cứu biển (Hải Phòng) cung cấp, Nguyễn Văn Tiến định

loài. M âu được giữ ỉr ngăn đá, t rư ớc khi xác định nghiền nát , chiết bằng nước, li t â m thu dịch t rong để phân tích.

Hóa chấta - Kinotr ipxin t inh sạch của phòng th í nghiệm Leurquin (Pháp); Bromelin do các tác giẲ t ự

sản xuấ t ; Tripxin tuy bò do phòng Enzim, Viện s inh hóa, đại học Tong hợp Wroclaw (BanLan) sản xuấ t ; cazein và amido đen 10B của hảng Merch A.G .(Damos tad t , F.R.G); edest in của hãng Koch-light (Colnbrook, Bucks, Anh); các hóa chất khác có độ sạch phân tích.

Phưcmg pháp

Xác định hoạt độ proteolit ic (PA) và hoạt độ ức chế proteinaza bằng phưcmg pháp khuyếch t án t rên đĩa thạch [7] vói cơ chất cazein 0,1% pH 6,5, đệm sorensen) hoặc edestin 0,05% (ờ pH

50

8,1, đệm Tris-HCl); nồng độ thạch là 1,8%. tiến hành xác định ỉf 25oC trong 5 giờ, sau đó nhuộip dĩa thạch bằng dung dịch amido đen 10B 0,1%. Đ ánh giá hoạt độ theo kích thước vòng phân giầi không m ầu t rên nền xanh đậm.

Nghiên cứu ảnh hư&ng của các chất đặc hiệu nhóm đến hoạ t độ proteolitic: li dịch chiết rong với dung dịch chất nghiên cứu t rong 20 phú t ịf 2 5 ° c sau đó mới giổ vào đĩa thạch để xác định hoạ t độ.

K Ế T Q U Ả V À T H Ả O L U Ậ N

Đ ả tiến hành xác định hoạt độ proteol it ic ỉr các pH 4,5; 6,5 và 8,1. Kết quả đã không phá t hiện đư ợ c hoạt độ ò pH 4,5. Trên bảng 1 cho thấy 33 t rong số 35 loài rong đã nghiên cứu có hoạt độ ỉr 6,5 và chì 3 t rong các loài này (rong thạch giả, rong sừng xốp thuộc ngành rong đỏ và rong túi m ảnh thuộc ngành rong lục) vẫn có hoạt độ ờ pH 8,1 nhưng yếu hem b pH 6,5. Điều này cho phép d ự đoán rằng ò các loài rong đã nghiên cứu prote inaza t rung t ính chiếm ưu thế. M ặt khác cũng nhận thấy rằng số loài có hoạt độ proteol it ic ỉr ngành rong đổ lớn horn ỉr ngành rong nâu, theo t h ử t ự tưorng ứng là 50 và 14% tổng số loài đả nghiên cứu thuộc mỗi ngành. Hai loài rong có PA cao hơn cả là rong kì lân (Eucheum a - mur ica ta Gmel) và rong rnơ gienman (Sargassum kjel lmanianum), sau đó đến các loài rong vú bò tán , rong thạch sợi, rong câu thừng , rong thạch già, rong sừng xốp, rong đông roi, rong m ơ mảnh.

Dể sơ bộ t ìm hiểu t ính chất của các proteinaza, chúng tôi đâ nghiên cứu ảnh hườ ng của một số chấ t n h ư axit ascorbic, xistein, EDTA, HgCl2, o-phenantrol in , iot đến hoạt độ proteol it ic của9 loài rong có hoạ t độ cao ịf mức + + t r ồr lên. Kết quả cho thấy ịf nồng độ 10~3M hầu như các chất kể t rên không ảnh hưổrng đến PA của các loại rong đả nghiên cứu. Tuy nhiên ỉr nồng độ2 X 10- 3 M, xistein củng n h ư HgCl2 kìm hãm PA của rong kì lân và rong câu thừng ; đối vòi rong m ơ gienman phải đến nồng độ 3 X 10~3 M mói có tác dụng ức chế. Kết quả này chứng tồ hoạ t độ proteol it ic của dịch chiết kỳ các loài rong đâ nghiên cửu không nhạy vói các chất phản ứng đặc hiệu với nhổm - SH và các chất ức chế proteinaza kim loại.

Nghiên x ử u hoạt độ ức chế p ro teinaza ( P I A) đả phá t hiện được 6 loài có hoạ t t ính ức chế tr ipxin ( t rong đó có 5 loài thuộc ngành Phaeophy ta ) và 2 loài có hoạt t ính ức chế kimotripxin. Chúng tôi cũng đã t h ăm dò hoạt độ ức chế đối vó i bromelain nhưng không phá t hiện được loài rong nào có hoạt t ính này (mặc dù phương pháp có độ nhạy cao).

Kết quả điều t r a về các chất ức chế p ro teinaza đẫ nêu không chứng tổ s ự phổ biến của loại chất này ỉr rong bể t rong khi chúng lại khá phổ biến ịf các thực vật t rên cạn. Để t ìm hiểu xem đó có phải là đặc t ính chung của các sinh vật biển không, cần tiếp tục nghiên cứu với nhiều đối t ư ạ n g khác ò biển. Nếu quả có sự sai khác như đả nêu sẽ là điều khá thú vị.

K Ế T LUẬN

1. 35 loài rong thuộc 3 ngành Rhodophy ta , P hacophy ta , Chlorophyta đều không có hoạt độ proteol it ic ỉr pH 4,5. Ba mươi ba loài đều cổ hoạt độ phân giải cazein if pH 6,5, t rong số đó 2 loài có hoạ t độ cao n h ấ t là Eucheuma - m ur ica ta (gmel) và Sargassum kiel lmanianum Yendo.

2. Hoạt độ proteol it ic của các loài rong đẵ nghiên cứu không nhạy vóri EDTA, o-phenantrol in , iot cung n h ư ax i t ascorbic, xistein, HgCỈ2.

3. Các chất ức ché t ripxin và a - kimotr ipxin không phổ biến ỏr các loài rong đã nghiên cứu, chi 6 t rong 35 loài (17,1%) rong đã nghiên cứu cổ c hứ a chẩ t ức chế tripxin và 2 loài khác (5,7%) có chứa chất ức chế a - kimotripxin.

51

Bảng ỉ. Hoạt độ proteilitic (PA) và hoạ t độ ức chế proteinaza (PIA) của dịch chiết t ừ các loài rong biển đã nghiên cứu.

(TIA: hoạt độ ức chế t ripxin; KIA: hoạt độ ức chế kimotripxin; hoạt độ được biểu diễn bằng dấu + ; dấu - là không có hoạt độ.

Số Tên loài rong biển PA PAt h ử ------------------------------------------------------------------------------ Noi thu mẫu _________ ______t ự Tên Việt Nam Tên khoa học 6,5 8,1 TIA KI

Ngành rong đổ Rhodophyta1 rong m ử t t ròn Porphyra suborbiculata Kjellm Hòn dau

(Đồ Sơn) + - - -2 rong vú bò tán Galaxaura fast igiata Decne Cát Bà + + - - -3 Rong san hô vảy Coral lina squam ata El. et sond. Hàn Dấu + - - -4 Rong thạch sợi Gelidium crinale (Turn) Larnx Hòn Dấu + - - -5 Rong Thạch chạc Gelidium divat icatum Mart . Cá t Bà + - - -6 Rong câu cong Gracilar ia bangmeiana

Zhang et Abbott . Hòn Dấu •+ - + + -

7 Rong câu thắ t Gracilar ia blogettii Harv Yên Himg - - - -8 Rong câu thừng G. chorda Holm Vạn Ninh + + - - -9 Rong câu

chỉ vàng G. saiat ica Chang et Xia Cát Bi + - - -*10 Rong thạch giả Gelidiopsis gracilis (Kuetz.)

Vicks Hòn Dấu + - -11 rong sừng xốp Ceratodictyon spongiosum

Zan. Cát Bà + + + - -12 Rong kì lân E uc h e u m a -m u r ic a ta (Gmel) Miền Trung + + + - - -13 Rong thun thú t Catenella nipae Zan Hòn Dấu + - - -14 Rong đông roi Hypnea flagelliformis Grev. nt + + - - +15 Rong cạo dẹp Gigart ina intermedia Sur nt + - - +16 Rong gọng kìm Centroceras c lavulatum (Ag.)

Mont. nt + - - -Ngành rong náu Phaeophyta

17 Rong bóng t rơn Colpomenia sinuosa (Roth.)Derb et Sol Cá t Bà + - + -

18 Rong quạ t úc Pad ina australis Hauck. nt - - - -19 Rong quạt

bốn lớp Pad ina te t ras t romatica Hauck. nt - - - -20 Rong thùy Lobophora variegata (Lamx.)

Womers. nt + - - -21 Rong mơ Sargassum kjel lmanianum

gienman Yendo Hòn dấu + + + - - -22 Rong m ơ mềm Sargassum tenerr imum J. Ag. nt + - + -23 Rong m ơ vasen Sargassum vachellianum Grev. nt + - + -24 Rong m ơ mảnh Sargassum gracillimum Rbd. nt + + - - -

52

Bẵng 1 (tiếp)

SỐt h ử

Tên loài rong biểnNơi thu mẫu

PA PA

tư Tên Việt Nam Tẻn khoa học 6,5 8,1 TIA KI

25 Rong mơ Sargassum swartzii (Turn.)thổ i chùm c. Ag. nt + - +

26 Rong mơhéc lô Sargassum herklotsii Setch. nt + - +27 Rong mơ

la phao Sargassum meclurei Setch. Cá t Bà + - -28 Rong m ơ

thổi tán S. paniculatum J. Ag. nt + - -29 Rong mơ

dị nang S. heterocystum Mont. nt + - -30 Rong m ơ sừng s. siliquosium J. Ag. nt + - -

Ngành rong luc Ckloropkyta31 rong cải

biển hoa Ưlva conglobata Kjellm Hòn Dấu + - -32 rong tóc

đốt xoắn C hae tom orpha spiralis Okarn. nt + - -

33 Rong túi mảnh Valonia aegagropiỉa(Roth.) J. Ag. nt + + -

34 Rong túi thô V. macrophysa Kuetz. C á t Bà + - -35 Rong đại

Ấ Rập Codium arabicum Kuetz. nt - - -

c ỏ n g t r ình này được hoàn th ành vói sự giúp đỡ của Chương t rình nghiên cứu cơ b i n t rong lĩnh vực khoa học t ự nhiên.

This publ ication was completed with financial support from the Nat ional basic Research Pro­gram in Natural Sciences.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Attway D. H. 1974, The Biological activity substances from sea. J. of Ocean Technology 8:27.

2. Barascov G. K., 1963, Khimia Vodoroslei, Izd, Acad. CCCP. Moscova

3. Gur in I. s., Ajtikhin I. c . , 1981 Biologichexki aktivnuie vesestva ghidrobiontov istochnik novukh lekarstv i preparatov. Izd. "Nauka” , Moscova

4. Kizeveter M. V., 1973, Biochimia xuria vadnovo proixkhojjdenia Pich. promir - chi. Moscova

5. Lâm Ngọc Trâm, Nguyen Văn Thiện, Đỗ Tuyết Nga, Lưu Thị Hà, NGuyễn Kim Đức, 1991., Thành phần hóa học trongcác loài rong biển vùng biển Phú Yên - Khánh hòa - Minh Hải. Tuyển tập nghiên cứu biển. Tập III tr. 150.

6. Lâm Ngọc Trâm. 1992, Bircrc đầu nghiên cứu các photpholipit, axit béo ỏr san hô cầu gai, hdi sâm và ameboxit lizat (amoebocyte lysate) (V sam taị vùng biển Nha Trang, Khánh Hòa - Luận án PTS.

53

I

7. Leỉuk J., P h ạ m TVân Châu , J. Kieleczawa, 1985., Zast080wanie edestyny do badania aktywnosci proteinaz i ich inhibitorow. XXI Meet. Pol. Biochem. Soc., Krakow Abstract.

8. M oham m ed M. El-Sayed. 1983., Fatty acid composition of some Algae lipids from the Red sea. J . of the Faculty of marine science 3: 1404.

9. Rhom ash ina N. A., 1983, Marine invertebrates as a source of eicopentanoic and other polyenoic acids J. Mar. Biol. Valdivostok No. 1:66

SCREENING THE PROTEOLYTIC ACTIVITY AND THE ANTIPROTEOLYTIC ACTIVITY FROM ALGAE STRAINS

Pham thi Tran Chau, Phan Thi Ha, Nguyen Quang Vtnh Faculty of biology, Hanoi University

Thierty five algae strains belonging to Rhodophyta, Pheophyta, Chlorophyta have been sub­jected to study.

1) The proteolyt ic activity (PA) has been determined at pH of 4.5, 6.5 and 8.1. It indicated t h a t the extract s of a lmost all the s tudied s trains exhibi t proteolytic activity a t pH of 6.5. Among these, 4 s t ra ins still remained active but to a lesser degree at pH of 8.1. However, a t pH 4.5 the PA cơmplet ly ceased. Tw o strains with the highest activity a t pH 6.5 were Eucheum a - m ur ica ta Gmel) and Sargassum kjellmanianum Yendo.

Moreover, it has also been noticed tha t EDTA, o-phen-antrol in , ascorbic acid, cystein, HgCla had no effect on the PA of extracts from the investigated strains.

2) The ant iproteolyt ic activity has been found only in 8 strains. Tw o strains showing an ant ichymo trypt ic activi ty were: Hypnea flagelliformis Grev. and Gigart ina in termedia Sur. T h e other six strains exhibiting antitrypiic activity were as followed: Gracilaria bangmeiana Zhang et Abbott, colpomenia sinuosa (Roth.) Derb et Sol, Sargassum tenerrimum J. Ag., Sargassum vachel lianum Grev. , Sargassum swartzii (Turn.) c . Ag., Sargssum herklotsii Setch.

54