Phân lập và mô tả trình tự các gen mã hóa Leucoanthocyanidin Reductase và anthocyanidin Reductase từ chè Trung du xanh Thái Nguyên (Cimellian Sinensis)

Abstract

Catechin là hợp chất chính của con đường chuyển hóa flavonoid ở chè được tổng hợp theo 4 nhánh khác biệt, dưới sự xúc tác trực tiếp của 2 loại enzyme là leucoanthocyanidin reductase (LAR) và anthocyanidin reductase (ANR). Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành phân lập và mô tả trình tự gen mã hóa ANR và LAR từ giống chè Trung Du xanh (kí hiệu CsANR2 và CsLAR1). Gen CsANR2 thu được có chiều dài 10:14 bp, mã hóa 337 amino acid. Kết quả so sánh trình tự nucleotide cho thấy gen CsANR1 ở giống chè Trung Du xanh có ít khác biệt về trình tự nucleotide so với trình tự CsANR2 công bố trên Genbank, với hệ số tương đồng nucleotide từ 98.9 - 99,6 %, tương đồng trình tự amino acid đạt 95,7 99,5%. CsANR2 có 2 vùng chức năng chính, vùng giàu glycine ở đầu N có chức năng liên kết với NAD hoặc NADP (GGTGFVAA), vùng xác định sự đặc hiệu cơ chất có chứa các amino acid liên quan đến sự xúc tác của enzyme ( 130S, 167Y và 171K). Kết quả phân tích cho thấy, sự khác biệt trình tự nucleotide không dẫn đến sự biến đổi trình tự amino acid từ các domain chức năng quan trọng của CsANR1, Gen CsLAR1 có kích thước 1.029 bp, mã hóa 342 amino acid. Hệ số tương đồng trình tự nucleotide của CsLAR1 giữa chè Trung Du xanh với các trình tự đã công bố trên GenBank dao động lừ 96,3—100%, tương đồng trình tự amino acid là 88,3. 100%, CsLAR1 có chứa 3 motif bảo thủ giữa các loài: motif RFLP, ICCN và THD. Tuy nhiên, motif TCCN của CsLAR1 từ chè Trung Du xanh có 1 vị trí amino acid khác biệt so với các trình tự còn lại ở chè (1153T). Kết quả phân tích các vùng chức năng của CsLAR1 cho thấy, CsLAR1 ở chổ có tính bảo thủ ở các amino acid liên kết với cơ chất, vùng giàu glycine đầu N liên kết với NADP có một vị trí amino acid thay đổi (GACGPIG), riêng mẫu chè Trung Du xanh là C, ở tất cả các mẫu công bố đều là S. Như vậy, một số biến đổi trình tự amino acid của CsANR2 và CsLAR1 có ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme như thế nào cần phải có những nghiên cứu sâu hơn làm sáng tỏ.