Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/26259
Title: Expression, purification and characterization of neuraminidase from avian flu virus (H5N1) in Pichia pastoris
Other Titles: การแสดงออก การทำให้บริสุทธิ์และการศึกษาลักษณะสมบัติของนิวรามินิเดสจากเชื้อไวรัสไข้หวัดนก (H5N1) ใน Pichia pastoris
Authors: Puchita Rerksongkrou
Advisors: Tikamporn Yongvanich
Wanchai Assavalapsakul
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: No information provided
No information provided
Subjects: Avian influenza
Neuraminidase
Issue Date: 2011
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: The avian influenza A (H5N1) virus is highly contagious in both wild bird populations and domestic poultry flocks in various continents posing a serious threat to human health. Previous studies revealed that the major surface glycoprotein of the virion namely, neuraminidase (NA) plays an important role in viral replication and infection. The NA is a mushroom-shaped spike protein composed of a single polypeptide chain with three distinct domains: head domain containing the enzyme active site, a highly variable stalk region, and N- terminal signal anchor domain by which the enzyme is embedded in the viral envelope. The function is to hydrolyze the terminal sialic acids of sialoglycans and promotes the release of progeny virus from an infected host cell by destroying receptors on the host cell and the virus itself. The inhibition of NA activity will limit the spread of viral infection thereby suppressing the onset of disease. In this research, the full length and globular head domain of NA were expressed in Pichia pastoris. The induction for the expression was optimal at 30℃ for 5 days in the presence of 4% methanol. From SDS-PAGE and western blot analysis, the sizes of both expressed proteins were approximately 47 kDa. Purification process was carried out for both recombinants. However, only the head domain could be partially purified at 1.28 folds. The kinetic studies revealed the values of K[subscript m] and V[subscript max] at 20.64 ± 2.13 µM and 81.85 ± 2.37 µmol/min/mg protein, respectively. The recombinant activities were competitively inhibited by the antiviral drug, oseltamivir with K[subscript i] and IC₅₀ at 84.15 nM and 30.03 nM respectively. Finally, the effect from the extracts of 10 types of Thai medicinal plants was investigated in comparison. It was found that Vernonia cinerea exhibited nearly complete inhibition at 99.86 ± 0.01% similar to oseltamivir. On the contrary, the lowest inhibition at 25.62 ± 2.21% was obtained from Rhizophora mucronata. The results obtained appear advantageous towards the search for the new antiviral drug for the avian influenza virus H5N1 in the future.
Other Abstract: โรคไข้หวัดนกจากเชื้อไวรัสอินฟลูเอนซ่า เอสายพันธุ์ H5N1 มีการระบาดสูงในประชากรนกและฝูงสัตว์ปีกในหลายทวีป ซึ่งส่งผลเป็นภัยคุกคามต่อสุขภาพของมนุษย์ จากการศึกษาก่อนหน้านี้พบว่าไกลโคโปรตีนสำคัญบนผิวของเชื้อไวรัส คือ นิวรามินิเดสที่มีบทบาทสำคัญในการจำลองตัวเองและติดเชื้อของไวรัส ลักษณะเป็นก้านยื่นรูปเห็ด ประกอบด้วยโพลิเพปไทด์สายเดียวซึ่งแยกเป็นสามส่วนหลัก คือบริเวณส่วนหัวที่มีบริเวณเร่งของเอนไซม์ ส่วนก้านที่มีความแปรปรวนสูง และส่วน signal anchor ที่ปลายเอ็นซึ่งเอนไซม์ใช้ยึดไว้ภายในเปลือกหุ้มไวรัส หน้าที่คือสลายปลายกรดไซอาลิกของไซอะโลไกลแคนและช่วยปล่อยไวรัสออกจากเซลล์เจ้าบ้านที่ติดเชื้อโดยการทำลายรีเซพเตอร์บนเซลล์เจ้าบ้านและไวรัส การยับยั้งการทำงานของนิวรามินิเดสจะช่วยจำกัดการแพร่ระบาดในการติดเชื้อไวรัส และยับยั้งการเกิดโรคได้ งานวิจัยนี้ได้ทำการแสดงออกของนิวรามิเดสทั้งแบบเต็มความยาวและแบบเฉพาะบริเวณส่วนหัวใน Pichia pastoris ภาวะการเหนี่ยวนำที่เหมาะสมในการแสดงออกที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 5 วัน ด้วยการเติมเมทานอลร้อยละ 4 จากการวิเคราะห์ผลด้วย SDS-PAGE และ western blot พบการแสดงออกของโปรตีนทั้งสองชนิดมีขนาดของโปรตีนประมาณ 47 กิโลดาลตัน ทั้งสองรีคอมบิแนนท์ผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ อย่างไรก็ตาม รีคอมบิแนนท์ของบริเวณส่วนหัวของนิวรามินิเดสเท่านั้นที่สามารถทำให้บริสุทธิ์บางส่วนได้ 1.28 เท่า จากการศึกษาจลนศาสตร์ได้ค่า K[subscript m] และ V[subscript max] เท่ากับ 20.64 ± 2.13 ไมโครโมลาร์ และ 81.85 ± 2.37 ไมโครโมลต่อนาทีต่อมิลลิกรัมโปรตีนตามลำดับ ยาต้านไวรัสโอเซลทามิเวียร์ สามารถยับยั้งการทำงานของรีคอมบิแนนท์แบบแข่งขันโดยมีค่า K[subscript i] และ IC₅₀ เท่ากับ 84.15 นาโนโมลาร์ และ 30.03 นาโนโมลาร์ ตามลำดับ สุดท้ายเปรียบเทียบผลของสารสกัดสมุนไพรไทย 10 ชนิดต่อการทำงานของนิวรามินิเดส พบว่าหญ้าดอกขาว Vernonia cinerea สามารถยับยั้งได้ใกล้สมบูรณ์คือร้อยละ 99.86 ± 0.01 ใกล้เคียงกับผลของโอเซลทามิเวียร์ ในทางตรงข้าม โกงกางใบใหญ่ Rhizophora mucronat ให้ผลยับยั้งน้อยที่สุดคือร้อยละ 25.62 ± 2.21 จากผลการศึกษาทั้งหมดชี้ให้เห็นประโยชน์ต่อการค้นหายาต้านไวรัสชนิดใหม่สำหรับเชื้อไวรัสไข้หวัดนก H5N1 ในอนาคต
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2011
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Biotechnology
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/26259
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2011.1718
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2011.1718
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
puchita_re.pdf2.15 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.