Nguồn: Kana Ogawa, Katsunori Murota, Hanako Shimura, Misaki Furuya, Yasuko Togawa, Takeshi Matsumura and Chikara Masuta. 2015. Evidence of capsaicin synthase activity of the Pun1-encoded protein and its role as a determinant of capsaicinoid accumulation in pepper. BMC Plant Biology, 15:93  doi:10.1186/s12870-015-0476-7

TÓM TẮT

Cơ sở khoa học

Capsaicinoids, bao gồm capsaicin và những đồng phân của nó (analogs), có chức năng làm cho quả ớt cay (Capsicum species). Cho dù capsaicin rất quen thuộc và được sử dụng làm gia vị cho người  hàng ngày, nhưng các gen mã hóa tiến trình sinh tổng hợp capsaicin vẫn chưa được định tính một cách đầy đủ. Aminotransferase giả định (pAMT) và các protein thuộc Pungent gene 1 (Pun1) được người ta cho rằng đó là quá trình xúc tác thứ cấp đến giai đoạn cuối cùng trong lộ trình ấy, tạo nên protein Pun1 -  capsaicin synthase có tính chất giả định. Tuy nhiên, chưa có một minh chứng nào trực tiếp rằng Pun1 có hoạt tính của capsaicin synthase.

Kết quả

Muốn minh chứng rằng protein Pun1 hiện đang đóng vai trò sản sinh ra capsaicin, các tác giả đã tạo ra những kháng thể anti-Pun1 kháng lại protein tự tổng hợp Pun1 của vi khuẩn Escherichia coli và sử dụng chúng để làm đối kháng lại hoạt động của Pun1 nội sinh. Muốn xác định được sự chuyên biệt của anti-Pun1 antibodies, tác giả đã tập trung nghiên cứu Pun1 mRNA bằng cách sử dụng kỹ thuật làm câm gen bằng virus. Trong các mô phôi điều tiết Pun1 theo kiểu down, các mức độ tích tụ của protein Pun1 xảy ra, thông qua kết quả xét nghiệm western blot với các anti-Pun1 antibodies, đồng thời, sự tích tụ capsaicin bị giảm theo sự giảm protein Pun1 trong cùng một mô. Sinh tổng hợp capsaicin de novo với phương pháp xét nghiệm in vitro không tế bào, người ta sử dụng protoplasts từ các mô phôi là thai tòa (placental tissues), sinh tổng hợp capsaicin bị ức chế bởi sự thêm vào các anti-Pun1 antibodies. Tác giả tiếp tục phân tích các phổ gen của pAMT và Pun1 trong nhiều giống ớt và thấy rằng hàm lượng cao capsaicin tích tụ thường  đi cùng với mức thể hiện cao của cả pAMT và Pun1, chứng minh rằng cả hai gen này đều rất quan trọng đối với sinh tổng hợp capsaicin. Tuy nhiên, khi so sánh giữa các mức tích tụ vanillylamine (tiền chất của capsaicin) và capsaicin trong các giống ớt cay và giống ớt không cay, người ta thấy hàm lượng vanillylamine trong giống ớt cay rất thấp, có thể dễ chuyển hóa thành capsaicin bởi Pun1 ngay sau khi tổng hợp, và những giống ớt không cay, sự tích tụ vanillylamine rất cao do thiếu Pun1.

Xem BioMed Central.

http://www.biomedcentral.com/1471-2229/15/93#

GS. Bùi Chí Bửu lược dịch.

Hình 1: Phân tích Western blot protein Pun1 của giống ớt cay ‘Chosen’ và giống ớt không cay Bell pepper bằng kỹ thuật sử dụng Pun1 antibodies.