نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم زیستی، دانشکده علوم، دانشگاه کردستان

2 دانشجوی کارشناسی ارشد سلولی مولکولی گروه علوم زیستی، دانشکده علوم ،دانشگاه کردستان

چکیده

مهارکننده‌های آنزیمی ترکیباتی پروتئینی هستند که گیاهان در برابر آفت‌ها و عوامل بیماری­زا تولید می‌کنند. این پروتئین­ها غالباً در بذر­ها یافت شده و با بازدارندگی تغذیه­ایی برای گیاه نقش دفاعی دارند. در این پژوهش پروتئین­های بذر لوبیای قرمز واریته‌ی صیاد Phaseolusvulgaris, L. به منظور ارزیابی بازدارندگی آنها بر فعالیت آلفا آمیلاز قارچ Aspergillus oryzae, S.  جداسازی، خالص سازی و ویژگی آنها مطالعه گردید.پروتئین­های استخراج شده با درصدهای اشباع %(30-0)، %(60-30) و %(100-60) از نمک آمونیوم سولفات رسوب داده شدند. به ‌منظور برداشته شدن آمونیوم سولفات دیالیز انجام شد.مهارکنندگی هر یک از نمونه‌های پروتئینی حاصلهبر فعالیت آلفاآمیلاز oryzaeAspergillus بر اساس روش استاندارد شده  و با  استفاده از معرف لوگل  انجام شد. نتایج نشان داد تنها پروتئین­های رسوب یافته در غلظت ‌ %(60-30) اشباع از آمونیوم سولفات دارای فعالیت مهارکنندگی  در برابر آلفاآمیلاز مورد مطالعه هستند. مهارکنندگی این فرکشن 32/89  درصد محاسبه گردید. به منظور تعیین ویژگی­های این مهارکننده‌ها آنالیز HPLC و SDS-PAGE انجام گردید. با سنجش اثر این مهارکننده‌ها بر روی آلفاآمیلاز بزاقی و پانکراسی شاید بتوان از این مهارکننده‌ها همچون مهارکننده‌های آلفاگلوکوزیدازی آکاربوز و میگلیتول برای درمان دیابت نوع دو غیر وابسته به انسولین استفاده کرد. در کشاورزی نیز می‌توان با ایجاد گیاهان تراریخته که مهارکننده‌های آمیلازی را بیان می‌کنند، گیاهان مقاوم به آفت تولید کرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study of the characteristics and effects of amylase inhibitors present in the seeds of the red bean Phaseolus vulgaris

نویسندگان [English]

  • Masuod Haidarizadeh 1
  • Fariba Hasanvand 2

1 Professor, Department of Biological Sciences and Biotechnology, Faculty of Basic sciences, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran

2 Assistant Professor, Faculty of Basic sciences, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran

چکیده [English]

Cereal and legume kernels contain many α-amylase inhibitors which have the potential to inhibit the α-amylase activity from various sources. The subject of this study was the partial purification of α-amylase inhibitors of red bean seeds. To this end, extractions were carried out in three parts with different saturation percentages of ammonium sulfate. Iin order to remove ammonium sulfate and monitor the inhibitory activity of the extracts on Aspergillus oryzae α-amylase, dialysis was carried out. By assaying the rate of inhibitory activity of each sample on the basis of their absorbance in 540 nm and comparison to absorbance of negative control, it was observed that only (30-60)% fraction of each extract had inhibitory activity on the α-amylase. Inhibitory effect of these fractions for red bean extract were calculated to be 89.32 %. For further characterization of these inhibitors, HPLC and SDS-PAGE analyses were carried out. By assaying the activity of these inhibitors on other α-amylases such as salivary and pancreatic α- amylases, it may be feasible to use these- amylase inhibitors similar to other inhibitors such as Acarbose and Miglitol, for the treatment of type II diabetes. The results may also be applicable in agriculture in the design of transgenic plants that express α-amylase inhibitors against α-amylases of pests.

کلیدواژه‌ها [English]

  • α-amylase inhibitors
  • Partial purification
  • Seed proteins
  • Red bean
  • kernel
  • Aspergillus oryzae α-amylase inhibitor

-          Alzahrani, Z.  (2010), Salting in, salting out, and dialysis of proteins. Department of Biochemistry, King Saudi University press. College of Science.  A Thesis Submitted for the Degree of M. Sc.

-          Barrett, M.L.  Udani, J K. (2011) A proprietary alpha-amylase inhibitor from white bean (Phaseolus vulgaris) A review of clinical studies on weight loss and glycemic control. Journal of Nutrition 45:10-24.

-          Dayler, C.S A. Mendes, P A M. Prates, M V. Bloch, C. (2005)Identification of a novel bean a-amylase inhibitor with chitinolytic activity. Journal of FEBS, 579:5616-20.

-          Franco, O L. Rigden, D J. Melo, F R. Bloch, C. Silva, C P. Grossi, MF. (2000) Activity of wheat a-amylase inhibitors towards bruchid a-amylases and structural explanation of observed specificities European. Journal of Biochemistry 267:2166-73.

-          Kasahara, K. Hayashi, K. Arakawa, T. Philo, J S. Wen, J. Hara, S. (1996) Complete Sequence, Subunit Structure, and Complexes with Pancreatic α-Amylase of an α-Amylase Inhibitor from Phaseolus vulgaris White Kidney Beans. Journal of Biochemistry 120:177-83.

-          Kluh, I. Horn, M. Hyblova, J. Hubert, J. Maresova, LD. Voburka, Z. (2005) Inhibitory specificity and insecticidal selectivity of a-amylase inhibitor from Phaseolus vulgaris. Journal of Phytochemistry 66:31-9.

-          Moreno, J. Altabela, T. Chrispeels, M J. (1990) Characterization of alpha-Amylase-Inhibitor, a Lectin-Like Protein in the Seeds of Phaseolus vulgaris. Journal of Plant Physiology and Biochemistry 92(3):703-9.

-          Pelegrini, P B. Franco, O L.(2005) Novel insights on the mechanism of action of a multi-functional class of defense proteins. Journal of Biochemistry and cell Biology 37:2239-53.

-           Saberi, N R. Ghadamyari, M. (2012) Biochemical characterization of α-amylases from gut and hemolymph of Rhynchophorus ferrugineus Olivieri (Col Curculionidae) and their inhibition by extracts from the legumes Vignaradiata L. and Phaseolus vulgaris L. Journal of Information Systems. 9:72-81.

-          Sales, P M. Souza, P M. Simeoni, L A. Magalhaes, P O.Silveria, D. (2012) α-Amylase Inhibitors: A Review of Raw Material and Isolated Compounds from Plant Source. Journal of  Pharmacy & Pharmaceutical Sciences15(1):141-83.

-          Shamkhy, A. Ali, A. Nadum, O. (2011) Proper Extraction Method for Amylase Inhibitor from Different Cereals. Journal of Cell & Plant Science 2(4):1-3.

-          Terashima, M. Katoh, S. (1996) Modification of α-amylase function by protein engineering. Journal of Annals of  the New York Academy of Sciences 799:65-9

-          Wisessing, A. Engkagul, A. Wongpiyasatid, A. Choowongkomon, K. (2010)   Biochemical characterization of  the alpha-amylase inhibitor in mung beans and its application in inhibiting the growth of Callosobruchusmaculatus.  Journal of Agricultural and Food Chemistry 58(4):2131-7.

-               Subramanian   , R. Asmawi, M Z. Sadikun, A.(2008) In vitro α-glucosidase and α-      amylase  enzyme   inhibitory effects of Andrographis paniculata extract.  Journal of Acta  Biochimica Polonica  55(2):391-8.