Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/7041
Title: Purification and characterization of phenylalanine dehydrogenase from Bacillus lentus
Other Titles: การทำให้บริสุทธิ์และลักษณะสมบัติของฟีนิลอะลานีนดีไฮโดรจิเนสจาก Bacillus lentus
Authors: Siwaporn Inkure
Advisors: Kanoktip Packdibamrung
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: Kanoktip.P@chula.ac.th.
Subjects: Phenylalanine
Bacillus (Bacteria)
Issue Date: 2005
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Bacillus lentus in a NAD[superscript+] dependent phenylalanine dehydrogenase (EC 1.4.1.20) producing bacteria. The optimum condition for the enzyme production was 18 hours of cultivation in 1% pepton medium, pH 7.0 supplemented with 0.4% L-phenylalanine at 37degrees Celsius. The enzyme was purified to homogeneity by DEAE-Toyopearl, Butyl-Toyopearl and Sephadex G-200 column chromatography with 18.4% yield and 166.3 purification fold. The enzyme had a molecular mass of about 360,00 Da as determined by Ferguson plots and consisted of 8 identical subunits. The enzyme showed high substrate specificity in the oxidative deamination on L-phenylalanine and the reductive amination on phenylpyruvate. The NAD[superscript +] analog 3-acetylpyridine- NAD[superscript +], gave 1.74 times higher activity than its natural coenzyme, NAD[superscript +]. The optimum pH for the the oxidative deamination and the reductive amination were 10.4 and 8.5, respectively and optimum temperature were 50degrees Celsius and 55degrees Celsius, respectively. The enzyme was stable over a broad pH range of 6.0 and 12.0. No loss of the enzyme activity was observed upon incubation at 50degrees Celsius for 4 hours. The enzyme retained 50% of the activity after incubation at the same temperature for 3 days. The enzyme activity was inactivated completely by AgNO[subscript 3] at a final concentration of 1 mM. D-Phenylalanine, D-methionine, D-leucine, D-tryptophan, hydrocinnamate and p-hydroxyphenylacetate inhibited the oxidative deamination of L-phenylalanine. The apparent K[subscript m] values for L-phenylalanine, NAD[superscript +], phenylpyruvate, NH[subscript 4]CI and NADH were 0.59, 0.55, 0.18, 300 and 0.09 mM, respectively. Initial-velocity and product inhibition studies showed that the reductive amination proceeded through a sequential ordered ternary-binary mechanism. NADH bound first to the enzyme. Followed by phenylpyruvate and then NH[subscript 4]CI, and the products were released in the order of L-phenylalanine and NAD[superscript +].
Other Abstract: Bacillus lentus เป็นแบคทีเรียที่สามารถผลิตฟีนิลอะลานีนดีไฮโดรจิเนส โดยใช้ NAD[superscript+] เป็นโคเอนไซม์ ภาวะที่เหมาะสมในการผลิตฟีนิลอะลานีนดีไฮโดรจิเนสคือ การเลี้ยงในอาหารเหลวเปปโทน 1 เปอร์เซ็นต์ pH 7.0 ที่เสริมด้วยแอล-ฟีนิลอะลานีน 0.4 เปอร์เซ็นต์ ที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 18 ชั่วโมง การทำเอนไซม์ ให้บริสุทธิ์โดยคอลัมน์ดีอีเออีโทโยเพิร์ล คอลัมน์บิวทิลโทโยเพิร์ลและคอลัมน์เซฟาเด็กซ์ จี -200 พบว่าเอนไซม์ มีแอคติวิตีคงเหลือ 18.4 เปอร์เซ็นต์และมีความบริสุทธิ์ขึ้น 166.3 เท่า เอนไซม์มีน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 360,000 ดาลตันโดยวิธีของ Ferguson และประกอบด้วย 8 หน่วยย่อยน้ำหนักโมเลกุลเท่ากันคือ 41,000 ดาลตัน เอนไซม์มีความจำเพาะสูงมากต่อแอล-พีนิลอะลานีนซึ่งเป็นสับสเตรทในปฏิกิริยา oxidative deamination และ ฟีนิลไพรูเวทซึ่งเป็นสับสเตรทในปฏิกิริยา reductive amination เอนไซม์มีความจำเพาะต่อ 3-อะเซทิลไพริดีน ไดนิวคลีโอไทด์มากกว่า NAD[superscript +] ประมาณ 1.74 เท่า pH ที่เหมาะสมในการเร่งปฏิกิริยา oxidative deamination และ reductive amination คือ 10.4 และ 8.5 ตามลำดับและอุณหภูมิที่เหมาะสมในการเร่งปฏิกิริยาคือ 50 และ 55 องศาเซลเซียส เอนไซม์มีความเสถียรต่อ pH ในช่วง 6.0 ถึง 12.0 และมีความเสถียรต่ออุณหภูมิ ค่อนข้างสูงโดยไม่สูญเสียแอคติวิตีเมื่อบ่มแอนไซม์ที่ 50 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 4 ชั่วโมงและเอนไซม์ยังคงมีเอคติวิตีเหลืออยู่ 50 เปอร์เซ็นต์เมื่อบ่มที่อุณหภูมิเดียวกันนี้เป็นเวลา 3 วัน เอนไซม์ถูกยับยั้งอย่างสมบูรณ์ได้ด้วยซิลเวอร์ไนเตรทที่ความเข้มข้นสุดท้าย 1 มิลลิโมลาร์ ดี-ฟีนิลอะลานีน ดี-เมทไธโอนีน ดี-ลิวซีน ดี-ทริปโตเฟนไฮโดรซินนาเมทและพารา-ไฮดรอกซีฟีนิลอะซิเตตสามารถยับยั้งปฏิกิริยา oxidative deamination เมื่อใช้แอล-ฟีนิลอะลานีนเป็นสับสเตรท เอนไซม์มีค่า K[subscript m] ต่อแอล-ฟีนิลอะลานีน NAD[superscript +] ฟีนิลไพรูเวท แอมโมเนีย และ NADH เท่ากับ 0.59, 0.55, 0.18, 300 และ 0.09 มิลลิโมลาร์ ตามลำดับ จากการศึกษาจลนพลศาสตร์ของเอนไซม์ ตลอดจนการยับยั้งโดยผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาแสดงให้เห็นกลไกของปฏิกิริยา reductive amination เป็นแบบ sequential ordered ternary-binary mechanism ซึ่งมีลำดับของการจับของสับเตรทคือ NADH จับกับเอนไซม์ก่อน ตามด้วย ฟีนิลไพรูเวทและแอมโมเนีย แล้วจึงปล่อยฟีนิลอะลาลีนและ NAD[superscript +] ตามลำดับ
Description: Thesis(M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2005
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Biotechnology
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/7041
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2005.1710
ISBN: 9741423268
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2005.1710
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
siwaporn.pdf1.34 MBAdobe PDFView/Open


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