Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การคัดกรองเชิงบวกและศึกษาสมบัติเบื้องต้นของสารสกัดจากพืชที่ออกฤทธิ์ยับยั้งวิถีการส่งสัญญาณของแคลเซียมโดยใช้ยีสต์สายพันธุ์กลาย

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Positive screening and preliminary characterization of calcium signal inhibitor from plant extracts using Saccharomyces cerevisiae mutant

Year (A.D.)

2007

Document Type

Thesis

First Advisor

ชุลี ยมภักดี

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

จุลชีววิทยาทางอุตสาหกรรม

DOI

10.58837/CHULA.THE.2007.880

Abstract

การคัดกรองหาสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพโดยใช้ระบบยีสต์ Saccharomyces cerevisiae เป็นวิธีการคัดกรองแบบใหม่ ซึ่งจะช่วยเพิ่มโอกาสในการพบสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพชนิดใหม่ที่ยัง ไม่ถูกค้นพบได้จากวิธีการคัดกรองที่มีอยู่เดิม ระบบนี้มีความเกี่ยวข้องกับวิถีการส่งสัญญาณของ แคลเซียม (Ca2+ signaling pathway) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการควบคุมการแบ่งเซลล์จากระยะ G2-M ในยีสต์ เมื่อทำการกระตุ้นวิถีนี้ด้วยการเลี้ยงเซลล์ยีสต์สายพันธุ์กลาย Δzds1 ในภาวะที่มีความ เข้มข้นของแคลเซียมสูง จะทำให้เซลล์ยีสต์ดังกล่าวไม่สามารถเจริญได้ แต่หากมีสารที่มีโมเลกุล ขนาดเล็กที่อยู่ในส่วนสกัดอย่างหยาบไปยับยั้งที่ส่วนใดส่วนหนึ่งของวิถีการส่งสัญญาณของ แคลเซียม จะทำให้เซลล์ยีสต์ดังกล่าวสามารถแบ่งตัวได้ตามปกติ จากการทดสอบสารสกัดอย่าง หยาบจากพืชในประเทศไทยจำนวน 141 ชนิด พบว่ามีสารสกัดอย่างหยาบที่ให้ผลบวก 2 ชนิด คือ ฟ้าทะลายโจร และกระชาย ในการศึกษานี้ได้เลือกเฉพาะกระชายเพื่อการศึกษาต่อไป จากการ แยกและการทำให้บริสุทธิ์ของสารสกัดอย่างหยาบจากกระชายและติดตามฤทธิ์ด้วยระบบยีสต์ สามารถแยกสารบริสุทธิ์ที่ให้ผลบวกได้ 3 ชนิด ได้แก่ pinostrobin, alpinetin และ pinocembrin chalcone พบว่า pinostrobin ให้ผลบวกในระบบยีสต์แรงที่สุด และฤทธิ์ในการยับยั้งวิถีการส่ง สัญญาณของแคลเซียมในยีสต์นี้ได้ถูกยืนยันโดยพบว่า pinostrobin ที่ความเข้มข้น 1 มิลลิโมลาร์ สามารถยับยั้งสัญญาณของแคลเซียมที่กระตุ้น การเกิดสัณฐานวิทยาการแตกหน่อที่ผิดปกติ (abnormal bud morphology) รวมทั้งไม่ทำให้เกิดการชะลอการแบ่งเซลล์อยู่ที่ระยะ G2-M (G2 phase cell cycle delay) จากการศึกษาเบื้องต้นถึงโมเลกุลเป้าหมายของการออกฤทธิ์ของ pinostrobin ในวิถีการส่งสัญญาณของแคลเซียมในยีสต์พบว่า pinostrobin ไม่ได้ออกฤทธิ์โดยการ ลดระดับแคลเซียมอิสระภายในเซลล์และ ไม่ได้ยับยั้งโปรตีน Calcineurin Mpk1 หรือ Mck1

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

A positive screening system using a mutant strain of yeast, Saccharomyces cerevisiae, to screen for bioactive compounds was used in this study. The principle of the assay based on one of the roles of intracellular Ca2+ signal in yeast in controlling of cellcycle progression at G2-M phase. When growing the mutant yeast cells in medium with high concentration of Ca2+, the high Ca2+ signal causes the mutant yeast cells (as indicator cells) to arrest at G2 phase, resulting in no growth phenotype. However, if there is a Ca2+ signal inhibitor as a small molecule presence in the crude plant extracts, the yeast cells can be able to grow normally in medium with high Ca2+ concentration. Two positive crude ethanol extracts were obtained from the screens of 141 plants in Thailand using the Δzds1 yeast mutant growth assay. There were Andrographis paniculata (APA) and Boesenbergia pandurata (BPA). Only the latter was chosen for further study. Biological activities in fractions from column chromatography of crude extract of B. pandurata were monitored by the yeast based assay. After purification of the positive fractions, three pure compounds were obtained: pinostrobin, alpinetin and pinocembrin chalcone. Among them, pinostrobin showed the strongest activity in the assay. Inhibition of the calcium signaling pathway by pinostrobin was confirmed by flow cytometry profile and bud morphology studies. Pinostrobin at 1mM could inhibit the hyperactivation of Ca2+ caused abnormal cell morphology and the G2-M cell cycle delay. Regarding to the search for molecule that pinostrobin target at in the Ca2+ signaling pathway, it was found that not the intracellular Ca2+, Calcineurin, Mpk1 nor Mck1.

Link to Full Text

Share

COinS