สมบัติเชิงหน้าที่ของยีนที่เกี่ยวข้องกับการเกิดเมลาโนซิสในกุ้งขาวแปซิฟิก Litopenaeus vannamei

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Functional Properties of Genes Involved in Melanosis in Pacific White Shrimp Litopenaeus vannamei

Author

จันทร์วรางค์ เรืองปัถย์, คณะวิทยาศาสตร์

Year (A.D.)

2019

Document Type

Thesis

First Advisor

จันทร์ประภา อิ่มจงใจรัก

Second Advisor

ปิติ อ่ำพายัพ

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Department (if any)

Department of Food Technology (ภาควิชาเทคโนโลยีทางอาหาร)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เทคโนโลยีทางอาหาร

DOI

10.58837/CHULA.THE.2019.620

Abstract

ฟีนอลออกซิเดส เป็นเอนไซม์ที่มีหน้าที่สำคัญในกระบวนการเมลาไนเซชัน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบ ภูมิคุ้มกันแต่กำเนิดในสิ่งมีชีวิตกลุ่มครัสเตเชียน ฟีนอลออกซิเดสจัดอยู่ในกลุ่มโปรตีนที่จับจำเพาะกับทองแดง สามารถเร่งปฏิกิริยาการเปลี่ยนสารประกอบฟีนอลให้เป็นควิโนน ซึ่งสามารถเกิดพอลิเมอไรเซชันต่อไปและกลายเป็นเมลานินซึ่งจุดดำเหล่านี้ก่อให้เกิดความเสียหายทางเศรษฐกิจต่ออุตสาหกรรมอาหารทะเลได้ ส่วนฮีโมไซ ยานินเป็นโปรตีนในกลุ่มที่จับจำเพาะกับทองแดงเช่นเดียวกับฟีนอลออกซิเดส มีหน้าที่ลำเลียงออกซิเจนในเลือด ของครัสเตเชียน และมีรายงานว่าหน่วยย่อยของฮีโมไซยานินมีกิจกรรมของเอนไซม์ฟีนอลออกซิเดสด้วยเช่นกัน แต่ยังไม่มีการระบุแน่ชัดว่าหน่วยย่อยใดของฮีโมไซยานินที่มีความสามารถดังกล่าว งานวิจัยนี้จึงสนใจศึกษา ลักษณะสมบัติและหน้าที่ของหน่วยย่อยฮีโมไซยานินชนิดใหม่ในกุ้ง Litopenaeus vannamei คือ LvHcB จาก การศึกษาด้านชีวสารสนเทศ พบว่า open reading frame ของยีน LvHcB ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ 2004 คู่เบสถอดรหัสเป็นเพปไทด์ที่มีกรดอมิโน 650 ตัว โดยกรดอะมิโน 17 ตัว เป็นเพปไทด์ส่งสัญญาณ ลำดับกรดอะมิ โน ขอ ง LvHcB มีความ คล้าย กับ LvHcL แล ะ LvHcS เท่ากับ 69% แล ะ คล้าย LvproPO1 เท่ากับ 44% LvproPO2 เท่ากับ 45% และ LvproPO3 เท่ากับ 41% นอกจากนี้ LvHcB ยังมีลักษณะของโปรตีนใน กลุ่มโปรตีนที่จับจำเพาะกับทองแดงเช่นกัน จากการศึกษาหน้าที่ของยีน LvHcB ในกุ้งขาวด้วยเทคนิคอาร์เอ็นเอ อินเตอร์เฟียเรนซ์ พบว่าการลดการแสดงออกของยีน LvHcB ในกุ้งขาวด้วยการฉีด อาร์เอ็นเอสายคู่ที่จำเพาะต่อ ยีน LvHcB เข้าสู่กุ้ง ทำให้ปริมาณทรานสคริปต์ของยีน LvHcB ลดลงโดยไม่ลดปริมาณทรานสคริปต์ของยีนอื่นที่ เกี่ยวข้องกับเมลาโนซิส และยังพบว่ากุ้งที่มีการแสดงออกของยีน LvHcB ลดลงมีกิจกรรมของเอนไซม์ฟีนอลออกซิเดสน้อยกว่ากุ้งกลุ่มควบคุมที่ฉีดด้วยอาร์เอ็นเอสายคู่ของยีน GFP เมื่อตรวจสอบการเกิดเมลาโนซิสโดยการวัดสี ด้วยระบบ CIE L* a* b* พบว่า ΔE value ของกุ้งที่ถูกลดการแสดงออกของยีนด้วย LvHcB dsRNA มีค่าสูงกว่า กุ้งในกลุ่ม GFP dsRNA และ sodium metabisulfite (SMS) อย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเก็บรักษาไว้เป็นเวลา 7 วัน ที่ อุณหภูมิ 4 °C จากผลการทดลองที่ได้จึงชี้ให้เห็นว่ายีน LvHcB ไม่มีความเกี่ยวข้องในการเกิดเมลาโนซิส แต่มีบทบาทหน้าที่ในระบบโพรฟีนอลออกซิเดสในกุ้งขาว

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Phenoloxidase (PO), a member of type III copper protein family, is a key enzyme of a melanization process in crustacean innate immune responses. PO catalyzes the conversion of phenols to the highly reactive quinones, which later polymerize and cause a serious melanosis problem in seafood industries. Hemocyanin is an oxygen-transport protein in the crustacean hemolymph that belongs to the same protein family as PO. Although recent findings have demonstrated that some subunits of hemocyanins could generate PO activity, the hemocyanin-derived PO activity is still largely unknown. In this study, a novel hemocyanin gene, LvHcB, from shrimp Litopenaeus vannamei was identified and functionally characterized. The complete open reading frame of LvHcB cDNA consisted of 2004 bp, encoded for 650 amino acids with a 17 amino acid signal peptide. Sequence analysis showed that the deduced LvHcB protein appears to possess the characteristics of type III copper protein family and shares 69% and 41-45% with other shrimp hemocyanins (LvHcL and LvHcS) and prophenoloxidases (LvproPO1, LvproPO2, and LvproPO3), respectively. In vivo RNA interference (RNAi)-mediated functional analysis was then employed and the result showed that injection of double-stranded RNA (dsRNA) corresponding to the LvHcB gene significantly decreased the transcript level of LvHcB (but not other hemocyanin and proPO), and the total PO activity in shrimp hemocytes, compared to the GFP dsRNA-injected control. In addition, melanosis of shrimp was evaluated through CIE L* a* b* system. It was found that the ΔE value of shrimp treated by LvHcB dsRNA was significantly higher than that treated by GFP dsRNA and sodium metabisulfite (SMS), after storing at 4 °C for 7 days. These results indicate that LvHcB gene, but not involved in melanosis, plays a role in the proPO system in shrimp.

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.

Recommended Citation

เรืองปัถย์, จันทร์วรางค์, "สมบัติเชิงหน้าที่ของยีนที่เกี่ยวข้องกับการเกิดเมลาโนซิสในกุ้งขาวแปซิฟิก Litopenaeus vannamei" (2019). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 8996.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/8996