TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
---------------o0o---------------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT HÓA LÝ VÀ MỘT
SỐ ỨNG DỤNG CỦA PROTEIN CHIẾT TỪ
RONG ĐỎ KAPPAPHYCUS ALVERAZII

GVHD: TS. Lê Đình Hùng
TS.Nguyễn Văn Duy
SVTH: Trương Minh Tuấn
MSSV: 53131945

Khánh Hòa, tháng 6/2015


i

LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Lê Đình Hùng (Trưởng
phòng Công nghệ sinh học biển - Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha
Trang) và TS. Nguyễn Văn Duy (Phó Viện trưởng Viện Công nghệ sinh học và Môi
trường – Trường Đại học Nha Trang), những người đã tận tình dìu dắt, hướng dẫn tôi
trong suốt quá trình hoàn thành khóa luận tốt nghiệp đại học.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu và Ứng dụng
công nghệ Nha Trang đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện khóa
luận.

iii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. i
TÓM TẮT ...................................................................................................................ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ ........................................................................ vii
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................................ 3
1.1

. TỔNG QUAN VỀ RONG BIỂN .................................................................. 3

1.1.1.

Giới thiệu chung về rong biển .................................................................. 3

1.1.2.

Phân loại rong biển .................................................................................. 4

1.1.3.

Rong đỏ Kappaphycus alvarezii .............................................................. 4

1.2.


1.5.

PHƯƠNG PHÁP THU NHẬN LECTIN ...................................................... 19

1.5.1. Các kĩ thuật chiết xuất lectin...................................................................... 19
1.5.2.

Các kỹ thuật tinh chế lectin .................................................................... 20

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 23
2.1.

ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU ....................... 23

2.2.

VẬT LIỆU, HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU ............................. 23

2.3.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................. 24

2.3.1.

Xác định hoạt độ lectin bằng phương pháp ngưng kết hồng cầu ............ 24

2.3.2.

Xác định hàm lượng protein bằng phương pháp Lowry (1951)............... 25



Bố trí thí nghiệm xua đuổi mọt gạo ........................................................ 35

2.3.10. Phương pháp xử lý số liệu ...................................................................... 36
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................. 37
3.1

. KẾT QUẢ TÁCH CHIẾT VÀ TINH SẠCH LECTIN TỪ RONG ĐỎ

KAPPAPHYCUS ALVERAZII ................................................................................. 37
3.1.1.

Chiết và tinh sạch lectin từ rong đỏ K.alverazii ...................................... 37

Tinh sạch lectin bằng sắc ký lọc gel Sephacryl S-200 ................................... 38
3.1.2.

Kiểm tra độ tinh sạch và xác định trọng lượng phân tử lectin bằng phương

pháp điện di SDS-PAGE ..................................................................................... 39
3.2.

KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT LÝ HÓA CỦA LECTIN.................... 42

3.2.1.

Ảnh hưởng của nhiệt độ ......................................................................... 42

3.2.2.


K. alvarezii

Kappaphycus alvarezii

DC

Dịch chiết

EDTA

Axit ethylene diamine tetra acetic

HA

Hemaggllutinin assay (hoạt tính ngưng kết)

HC

Hồng cầu

HĐR

Hoạt độ riêng

HĐTS

Hoạt độ tổng số

HU


Bảng 1.2. Nguồn lectin từ rong biển có khả năng diệt côn trùng ................................ 19
Bảng 2.1. Các vi khuẩn dùng trong thí nghiệm khảo sát hoạt độ kháng khuẩn của lectin
từ rong K. alvarezii.................................................................................... 35
Bảng 3.1. Kết quả quá trình thu chiết lectin từ rong K. alvarezii ................................ 38
Bảng 3.2. Trọng lượng phân tử protein từ rong K. alvarezii ....................................... 42
Bảng 3.3. Kết quả thử nghiệm khả năng kháng lại một số loại vi khuẩn gây bệnh của
lectin từ rong K. alvarezii .......................................................................... 47
Bảng PL 1. Giá trị mật độ quang OD tương ứng với nồng độ BSA (µg/mL) .............. 60
Bảng PL 2. Giá trị Rf và lg M của protein trong thang chuẩn ..................................... 60
Bảng PL 3. Hàm lượng protein tổng số ...................................................................... 61
Bảng PL 4. Kết quả đo OD280 và hoạt độ NKHC của các phân đoạn sau khi sắc
lọc gel trên cột Sephacryl S-200 .............................................................. 61
Bảng PL 5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt độ NKHC
của lectin từ rong K. alvarezii .................................................................. 62
Bảng PL 6. Độ bền nhiệt độ của lectin từ rong K.alvarezii ......................................... 62
Bảng PL 7. Ảnh hưởng của pH đến hoạt độ NKHC của lectin từ rong K. alvarezii .... 63
Bảng PL 8. Kết quả thí nghiệm diệt sâu tơ bằng dịch lectin từ rong K.alvarezii ......... 64


vii

DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ

Hình 1.1. Rong đỏ Kappaphycus alvarezzi................................................................... 5
Hình 2.1. Đường chuẩn protein theo phương pháp của Lowry ................................... 27
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình công nghệ thu nhận và tinh chế lectin
từ rong K. alvarezii ................................................................................... 28
Hình 2.3. Nguyên tắc của sắc ký lọc gel ................................................................... 30
Hình 2.4. Đồ thị tương quan giữa lgM và Rf của protein trong thang chuẩn ............... 33
Hình 2.5. Sâu tơ (Plutella xylostella) ....................................................................... 35


1

MỞ ĐẦU
Lectin là những protein hoặc glycoprotein có khả năng làm ngưng kết hồng cầu,
liên kết với carbohydrate mà không gây đáp ứng miễn dịch. Lectin giữ vai trò quan
trọng như là một phân tử nhận dạng trong sự tương tác giữa chất nền với tế bào hoặc tế
bào với tế bào vì chúng có thể phân biệt sự khác nhau trong cấu trúc cũng như khả
năng liên kết với carbohydrate trên bề mặt tế bào. Những đặc tính này làm cho lectin
trở thành một công cụ hữu ích cho các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau như: nghiên cứu
miễn dịch học, hóa sinh, sinh học tế bào, xác định và phát hiện nhóm máu, nghiên cứu
tế bào ung thư [62].
Lectin từ rong biển lần đầu tiên được Boyd phát hiện vào năm 1966 và cho đến
nay đã có nhiều công trình nghiên cứu về sự phân bố, đặc tính hóa sinh cũng như ứng
dụng của lectin từ rong biển trong nhiều lĩnh vực khác nhau [23,24].
Hầu hết, các lectin từ rong biển có trọng lượng phân tử thấp, tồn tại ở dạng
monomer, không có ái lực với đường đơn nhưng có ái lực với glycoprotein (đặc biệt là
các glycoprotein từ động vật), thuộc nhóm protein rất bền nhiệt và hoạt tính của chúng
không đòi hỏi sự có mặt của các cation hóa trị II [54]. Với những tính chất ưu việt
trên, lectin từ rong biển đang là mục tiêu được quan tâm trong các nghiên cứu cơ bản
cũng như các ứng dụng của chúng trong tương lai.
Mặt khác, Việt Nam là quốc gia nằm trong khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới,
có chiều dài bờ biển khoảng 3260km, với hơn 1000 loài rong biển đã được tìm thấy.
Trong đó, đã xác định được 151 loài thuộc ngành rong Lục (Chlorophyta), 269 loài
thuộc ngành rong Đỏ (Rhodophyta), 143 loài thuộc ngành rong Nâu (Phaeophyta) và
76 loài thuộc ngành rong Lam (Cyanophyta) [70].Đây là nguồn vật liệu vô cùng phong
phú cung cấp cho việc nghiên cứu, điều chế những hợp chất có hoạt tính sinh học cao
từ rong biển, mà lectin là một trong những đối tượng nghiên cứu được quan tâm hiện
nay.
Kết quả khảo sát sự có mặt của lectin ở hơn 80 loài rong biển thuộc vùng biển


di SDS-PAGE.
Xác định tính chất lý hóa của lectin từ rong đỏ K.alverazii.
-

Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hoạt độ NKHC của lectin.

-

Ảnh hưởng của pH tới hoạt độ NKHC của lectin.
Khảo sát khả năng ứng dụng của lectin từ rong đỏ K.alverazii.

-

Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn.

-

Khảo sát hoạt tính kháng sâu tơ hại rau.

-

Khảo sát hoạt tính xua đuổi mọt gạo.


3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 .


nghiên cứu và sử dụng nhiều như một liệu pháp an toàn cho sức khỏe.


4
Ở nước ta có khoảng hơn 1000 loài rong biển, phân bố chủ yếu ở vùng biển các
tỉnh phía Nam và phía Bắc. Với hơn 200 loài được tìm thấy ở cả hai miền Bắc Nam.
Trong đó, có các đối tượng quan trọng là: rong Câu (Gracilaria), rong Mơ
(Sargassum), rong Đông (Hypnea), rong Mứt (Porphyza),

và rong Bún

(Enteromorpha) [33].
1.1.2. Phân loại rong biển
Tùy thuộc vào thành phần cấu tạo, đặc điểm hình thái và đặc điểm sinh sản mà
rong biển được chia làm 9 ngành sau đây [4]:
1) Ngành rong lục (Chlorophyta)
2) Ngành rong nâu (Phaeophyta)
3) Ngành rong đỏ (Rhodophyta)
4) Ngành rong trần (Englenophyta)
5) Ngành rong giáp (Pyrophyta)
6) Ngành rong khuê (Bacillareonphyta)
7) Ngành rong kim (Chrysophyta)
8) Ngành rong vàng (Xantophyta)
9) Ngành rong lam (Cynophyta)
Trong đó, ba ngành có giá trị kinh tế cao là rong lục, rong nâu và rong đỏ.
Trong đó, rong đỏ được sử dụng phổ biến nhất với khối lượng lớn để phục vụ con
người. Một số loài có hàm lượng cao về Agar, Carrageenan, Furcuellaran được sử
dụng để chế biến keo rong.
Thành phần hóa học của rong Đỏ luôn thay đổi phụ thuộc vào trạng thái sinh lý,
thời gian sinh trưởng và điều kiện sống như cường độ bức xạ, thành phần hóa học của

giải phẫu một lát cắt ngang thân cho thấy tầng da trong có chứa các tế bào hình tròn
lớn nằm rải rác xen lẫn các tế bào nhỏ có vách ngăn dày.
K. alvarezii là loài rong ưa mặn và độ mặn dưới 30‰ đã ảnh hưởng bất lợi tới
sinh trưởng của rong. K. alvarezii là loài rong trồng phổ biến nhất và phát triển nhanh
nhất của chi rong Kappaphycus, đồng thời cho hàm lượng Carrageenan chất lượng tốt
nhất [61].
 Đặc điểm sinh học:
Theo Luxton (1999), rong sụn Kappaphycus alvarezii trong điều kiện tự nhiên
ở biển thường sống bám vào các vật bám cứng, tồn tại ở 3 dạng cây: cây giao tử đực
(male gametophyte), cây giao tử cái (female gametophyte) và cây bào tử bốn
(tetrasporophyte) đồng nhất về mặt hình dạng và hình thái (nghĩa là không phân biệt
về mặt hình dạng khi chưa hình thành cơ quan sinh sản) [51]. Theo Azanza và Aliaza
(1999), trong tự nhiên rong Sụn sinh sản theo các kiểu sau [13]:
 Sinh sản vô tính bằng đoạn thân, nhánh (từ một đoạn thân, nhánh dù là ở dạng cây
giao tử đực, giao tử cái hay cây bào tử bị đứt gãy hay tách ra có thể sinh trưởng và
phát triển thành một cây mới).
 Sinh sản dinh dưỡng (vegetative reproduction).


6
 Sinh sản vô tính bằng bào tử (ở cây bào tử bốn)
 Sinh sản hữu tính bằng sự kết hợp giữa tinh tử của cây giao tử đực với trứng của
cây giao tử cái qua quá trình kết hợp, phát triển phóng thích, bám, sinh trưởng để trở
thành các cây bào tử mới, từ cây bào tử qua quá trình sinh sản bằng bào tử sẽ cho ra
các cây giao tử đực và giao tử cái.
Các hình thức sinh sản này luân phiên xảy ra trong điều kiện tự nhiên và các
dạng cây khác nhau của rong Sụn cùng đồng thời tồn tại và phát triển [27].
Cho đến nay việc trồng rong Sụn vẫn mới chỉ dựa vào hình thức sinh sản dinh
dưỡng ở điều kiện không bám của cây rong Sụn [53, 55]. Giống rong Sụn để trồng là
các đoạn thân trong nhánh của cây rong Sụn, được cố định bằng cách buộc, treo vào

nhiên, hầu hết các nghiên cứu lúc bấy giờ chủ yếu chỉ tập trung vào việc làm sáng tỏ
nguyên lý gây độc của các loại hạt có chứa thành phần gây độc này nhằm sử dụng cho
các mục đích y tế. Năm 1884, Warden và Waddel đã giải thích nguyên lý gây độc của
các hạt Aprus precatorius, cho đến năm 1887 thì Dixson đã xác định được một dịch
lỏng có độc tố, được tách chiết từ hạt thầu dầu Ricinus precatorius là một protein.
Những protein như vậy, được đề cập dưới tên gọi là hemagglutinin hay agglutinin thực
vật, vì ban đầu chúng được tìm thấy ở mẫu chiết từ thực vật. Tuy nhiên, tất cả các nhà
khoa học sau này đều cho rằng những mô tả đầu tiên và đầy đủ nhất về hemagglutinin
là từ luận văn tiến sĩ của Peter Hermann Stillmark thực hiện tại trường đại học Dorpat
(nay là trường đại học Tartu, Estonia) vào năm 1888. Chất hemagglutinin được
Stillmark tách chiết từ hạt của cây thầu dầu Ricinus communis và được đặt tên là ricin,
một độc tố mà sau đó được xác định là có bản chất protein [36].
Kể từ đó, có thể chia quá trình nghiên cứu lectin thành 3 giai đoạn chính:
- Giai đoạn đầu, từ cuối thế kỷ XIX đến nữa đầu thế kỷ XX: đây là giai đoạn mang
tính điều tra cơ bản về lectin trong sinh giới. Ngoài công trình nghiên cứu của
Stillmark vào năm 1888 thì cũng tại trường đại học Tartu, Hellin cũng đã tách được
một độc tố khác có nguồn gốc từ thực vật, đó là dịch chiết từ hạt của cây Abrus
precatororius, nó có khả năng làm ngưng kết tế bào hồng cầu người và được đặt tên là
abrin. Trong suốt những năm sau đó, các hợp chất có tính chất đặc biệt làm ngưng kết
tế bào hồng cầu người và một số loài động vật được phát hiện ngày một nhiều trong
giới sinh vật từ virus đến con người.
- Tiếp đến, trong những năm 1950 đến năm 1970: năm 1954, Boyd và Shapleigh đã
sử dụng thuật ngữ “Lectin” (thuật ngữ “Lectin” bắt nguồn từ chữ “Lectus”, dạng quá
khứ của động từ “Legre” trong tiếng Latin có nghĩa là “Lựa chọn”) để chỉ nhóm các
“chất ngưng kết” thực vật có khả năng ngưng kết đặc hiệu nhóm máu [17], đây có thể
được coi là khái niệm đầu tiên về lectin.
Trong hai thập kỷ này, bên cạnh các công trình mang tính điều tra về sự hiện
diện của lectin trong sinh giới, phần lớn các nhà khoa học đã tập trung vào việc tinh
chế lectin để nghiên cứu cấu trúc và ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến hoạt


chất của lectin. Khoa học hiện đại đã đưa ra một định nghĩa mới nhất về lectin như
sau: “Lectin là một loại protein không gây đáp ứng miễn dịch có khả năng liên kết
thuận nghịch, phi hóa trị với carbohydrate mà không làm thay đổi cấu trúc của
carbohydrate được liên kết. Lectin gắn kết với những tế bào có glycoprotein hoặc


9
glycolipid bề mặt. Sự hiện diện của hai hay nhiều vị trí gắn kết đối với mỗi phân tử
lectin cho phép nó gắn kết nhiều loại tế bào và phản ứng gắn kết với hồng cầu được sử
dụng rất rộng rãi để kiểm tra sự hiện diện của lectin trong dịch chiết từ các sinh vật
khác nhau”(www.thuvienkhoahoc.com.vn).
1.2.2. Sự phân bố của lectin trong sinh giới
 Sự phân bố lectin trong giới thực vật
Lectin được phân bố rất rộng rãi ở thực vật và được định khu khá rộng trong
các cơ quan như thân, lá và hạt. Tác giả Allen và Brillantine (1969), đã tiến hành điều
tra ở 2663 loài thực vật và kết quả cho thấy có 800 loài chứa lectin, trong đó các cây
họ Đậu (Fabaceae) chiếm trên 600 loài [11]. Ngoài các cây họ Đậu có số lượng loài
lớn nhất có chứa lectin, một số thực vật khác như họ Lan (Orchidaceae), họ Trinh nữ
(Mimosaceae), họ Thủy tiên (Amaryllidaceae) và họ Hòa thảo (Poceae) cũng có chứa
lectin.
Ở Việt Nam, một số tác giả đã tiến hành điều tra sơ bộ các loại đậu đang được
trồng phổ biến, kết quả cho thấy có tới 60% các loài có chứa lectin [7]. Lectin từ họ
Dâu tằm (Moraceae), Mít và một số loài khác như Chay (Artocarpus tonkinensis),
Sakê chi Artocarpus (Artocarpus incia) đều chứa lectin có hoạt tính NKHC rất cao [3].
Không chỉ ở thực vật bậc cao, các nghiên cứu cũng cho thấy sự có mặt của lectin ở
nhiều loài của thực vật bậc thấp như ở một số loài Nấm (Fungi), Địa y (Lichenes) và
Rong (Algae). Báo cáo đầu tiên về lectin từ rong biển là của Boyd và cộng sự vào năm
1966 tại vùng biển Puerto Rico của Mỹ [17], từ đó đến nay đã có hàng loạt các báo cáo
về sự có mặt của lectin trong rong biển ở nhiều quốc gia khác nhau như: Anh, Nhật,
Brazil, Hàn Quốc, Việt Nam…

Nghiên cứu sự xuất hiện của lectin đã cho thấy, trong một cơ thể, lectin có thể
có ở bộ phận, cơ quan này nhưng lại không có ở bộ phận, cơ quan khác. Hàm lượng
lectin cũng biến đổi trong quá trình sinh trưởng của sinh vật.
Với các cơ thể ở thực vật, sự định khu của lectin khá rộng: ở lá, hoa, thân và
đặc biệt là hạt, hầu hết các loài thực vật hạt kín, hạt thường chứa nhiều lectin nhất.
Trong cơ thể động vật, lectin có trong huyết thanh ở một số mô và cơ quan đặc
biệt là mô cơ. Ngoài ra, còn có ở giao tử hoặc tế bào trứng.
Ở mức độ tế bào, sự định khu của lectin cũng đã được phát hiện. Một số công
trình đã khẳng định lectin có trong nguyên sinh chất và một số bào quan của tế bào.
Gần đây cũng đã chứng minh sự tồn tại của lectin ở trong nhân tế bào ở một số loài bò
sát và động vật có vú [9].
1.3 .

LECTIN TỪ RONG BIỂN

1.3.1. Tình hình nghiên cứu lectin từ rong biển trong nước và nước ngoài


11
 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
Công trình khoa học đầu tiên về lectin từ rong biển là của Boyd và cộng sự vào
năm 1966, ông đã phát hiện rong biển cũng có khả năng gây ngưng kết tế bào hồng
cầu ở người [17]. Kể từ đó có rất nhiều công trình công bố sự có mặt của lectin trong
rong biển:
Năm 1988, Hori đã khảo sát hoạt tính ngưng kết hồng cầu của 31 loài rong biển
trên hồng cầu người và động vật. Từ kết quả nghiên cứu đạt được ông đã cho rằng hoạt
tính ngưng kết hồng cầu đóng một vai trò quan trọng trong chức năng sinh lý của tế
bào rong biển. Và hoạt tính này có thể tồn tại ở nhiều loài rong biển khác nhau [30].
- Tại Tây Ban Nha, Fábregas được xem là một trong những người tiên phong trong
việc nghiên cứu lectin từ rong biển. Từ năm 1985 đến năm 1992, ông và cộng sự đã

biển ở Việt Nam vẫn còn rất hạn chế, chỉ có một số nghiên cứu của Viện nghiên cứu
và ứng dụng công nghệ Nha Trang. Từ năm 2008 cho đến nay, các công trình nghiên
cứu tại đây đã khảo sát được hơn 80 loài rong biển khác nhau, thuộc 3 dòng: rong đỏ,
rong nâu và rong xanh. Kết quả cho thấy, hầu hết các loài rong biển đều có khả năng
gây ngưng kết với ít nhất một loại hồng cầu từ động vật như thỏ, cừu, gà, ngựa và 3
nhóm máu A, B, O của người. Một số tính chất hóa sinh như liên kết carbohydrate,
khoảng pH hoạt động, nhiệt độ hay khả năng ứng dụng của các lectin này cũng đang
được nghiên cứu [33, 34,10].
1.3.2. Cấu tạo của lectin từ rong biển
 Khối lượng phân tử của lectin từ rong biển
Bằng các phương pháp xác định khối lượng phân tử như: phương pháp điện di
trên gel polyacrylamide, phương pháp siêu ly tâm và phương pháp quang phổ khối ion
hóa phun điện tử (electron spray ionization-mass spectrometry) khối lượng phân tử của
khá nhiều dạng lectin đã được xác định. Kết luận có thể dẫn ra ở đây là khối lượng
phân tử của lectin từ rong biển cũng có sự dao động khá lớn và lectin có nguồn gốc
khác nhau thì khối lượng có thể giống nhau hoặc khác nhau.
Lectin có nguồn gốc từ rong biển có khối lượng phân tử bé nhất là lectin của
Hypnea japonica thuộc dòng rong Đỏ, khoảng 4,2 kDa. Trong khi đó lectin có khối
lượng phân tử lớn nhất cũng thuộc dòng rong Đỏ, Ptilota plumose, gồm một chuỗi
polypeptide khoảng 170 kDa [35].
Năm 1991, Rogers đã tinh chế lectin từ rong xanh Codium fragile và đã xác
định khối lượng phân tử của nó là 60 kDa, bao gồm 4 chuỗi polypeptide có cùng khối
lượng là 15 kDa cấu tạo nên [63]. Dạng lectin này có điểm đẳng điện trong khoảng từ
3,8 đến 3,9. Bằng phương pháp điện di SDS-PAGE, Jong Won Han và các cộng sự


13
(2011) đã xác định khối lượng phân tử của Bryopsis plumosa là 11,5 kDa, lectin này ở
dạng đơn phân [35].
Cho đến nay, có khá nhiều nghiên cứu công bố về khối lượng phân tử của lectin

29

GRYTVQNQWGGSSAPWNDAG

ESA-2

29

GRYTVQNQWGGSSAPWNDAG

EAA-1

29

GRYTVQNQWGGSSAPWNDAG

EAA-2

29

GRYTVKNQWGGSSAPWNDAG

EAA-3

29

GRYTVKNQWGGSSAPWNDAG

ECA-1


đó, có 4 gốc cystines tạo thành 2 cầu nối disulfide: cys5-cys62 và cys12-cys89; 3 loại axit
amin là serine, glycine và proline chiếm đến 43% số gốc axit amin có trong chuỗi
polypeptide; trình tự axit amin của 2 lectin này chỉ khác nhau ở 3 vị trí: 19, 31 và 52,
sự khác nhau của các gốc axit amin này không ảnh hưởng đến sự giống nhau về hoạt
tính ngưng kết hồng cầu cũng như khả năng liên kết với một số glycoprotein của 2 loại
lectin này. Mặt khác, ngoài glycoprotein, hoạt tính ngưng kết hồng cầu của chúng còn
bị ức chế bởi protein phospholipase A-2, điều này cho phép chúng ta nhận định rằng
lectin hypnins không chỉ chứa vị trí liên kết với carbohydrate mà còn chứa vị trí liên
kết với protein. Với trọng lượng phân tử chỉ xấp xỉ 9,1 kDa cùng với 2 cầu nối
disulfide, đây được xem là 2 yếu tố chính làm tăng khả năng chịu nhiệt của 2 lectin
này. Không những vậy, khi alkyl hóa hoặc cắt đứt cầu disulfide, Hori cũng nhận thấy
hoạt tính ngưng kết hồng cầu của chúng cũng bị mất đi, từ đây có thể đưa ra giả định
rằng trung tâm hoạt động của 2 lectin này có chứa cầu nối disulfide [22].
Bất kỳ một dạng lectin nào dù có cấu trúc bậc I hoặc cấu trúc không gian phức
tạp đều chứa trung tâm hoạt động. Đó là trung tâm liên kết carbohydrate. Chính trung
tâm này quyết định hoạt tính của lectin. Nếu như ở enzyme, trung tâm hoạt động của
chúng là các gốc axit amin hoặc phần phi protein thì ở hầu hết các lectin trung tâm
hoạt động của chúng là do một số gốc axit amin như tyrozine, xerine, treonine,
tryptophan… có khả năng liên kết mạnh với các gốc đường tạo nên. Các dạng lectin
khác nhau thì có thành phần axit amin trong trung tâm hoạt động là khác nhau. Cho
đến nay, vấn đề về trung tâm hoạt động của lectin vẫn còn rất phức tạp [18, 29].


15
Về cơ chế hoạt động của lectin từ rong biển nói riêng đến sinh vật tự nhiên nói
chung, các nhà khoa học đều thống nhất như sau: “Các trung tâm hoạt động của các
phân tử lectin đều có khả năng liên kết các gốc đường trong các thụ thể tiếp nhận
(receptor) trên bề mặt màng tế bào. Các liên kết sẽ được hình thành giữa các receptor
trên bề mặt màng tế bào với các trung tâm hoạt động của lectin. Nhờ các liên kết này
mà lectin đã kết dính các tế bào, tạo nên hiện tượng ngưng kết tế bào. Các dạng lectin

nào đó thì có thể sử dụng lectin này để nghiên cứu sâu cấu trúc màng tế bào có mặt
glycoprotein đó [33]. Một số nhà khoa học cũng đã sử dụng lectin tương tác đặc hiệu
với glycoprotein để xác định kháng nguyên trên bề mặt màng tế bào hồng cầu. Gần
đây, dựa vào các loại đường ức chế đặc hiệu hoạt độ lectin mà người ta đã sử dụng
chúng để tinh chế nhiều loại lectin bằng sắc ký ái lực và hơn nữa người ta cũng sử
dụng cột ái lực lectin để tinh chế và nghiên cứu nhiều loại glycoprotein có chức năng
sinh học.
 Khả năng gây ngưng kết tế bào
Loại tế bào dễ bị lectin làm ngưng kết là các tế bào hồng cầu của động vật và
người. Đây là dấu hiệu đặc trưng nhất để nhận biết lectin. Số lượng lectin có khả năng
ngưng kết hồng cầu chỉ duy nhất của một nhóm máu là rất ít vì chúng đồng thời có thể
gây ngưng kết với nhiều loại hồng cầu như: thỏ, cừu, gà, dê hay ngựa…. Theo tác giả
Allen và Billantine, trong hơn 800 dạng lectin được nghiên cứu thì chỉ có 90 loài chứa
lectin đặc hiệu nhóm máu, 711 loài chứa lectin không đặc hiệu nhóm máu. Lectin từ
rong biển Ptilota plumosa ngưng kết đặc hiệu với nhóm máu B, trong khi lectin từ
rong Codium fragile chỉ ngưng kết hồng cầu máu A đã xử lý papain mà không thể
ngưng kết với các nhóm máu khác của người như O, B hay AB [63]. Các lectin đặc
hiệu nhóm máu này có ý nghĩa thực tiễn rất quan trọng.
Theo Sharon (1989), lectin không những gây ngưng kết tế bào hồng cầu người
và động vật mà còn có khả năng gây ngưng kết tế bào của vi sinh vật và một số dạng
tế bào khác như: tế bào giao tử, tế bào khối u, tế bào ung thư hay các tế bào
phôi…[67].
 Ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt độ của lectin
 Ảnh hưởng của pH
Các nghiên cứu về điểm đẳng điện của lectin cho thấy: Tại điểm đẳng điện
(pHi) hoạt độ lectin là bé nhất. Tại đó, lectin dễ bị kết tủa. pH ngoài điểm đẳng điện,
lectin ở trạng thái phân ly tích điện, dễ hòa tan và có hoạt độ. Mỗi dạng lectin thường
có pH thích hợp với hoạt độ của nó, đó là giá trị pH mà ở đó hoạt độ lectin mạnh nhất
hoặc duy trì ở trạng thái ổn định. Ở pH vùng axit và kiềm mạnh, hoạt độ lectin giảm
hoặc mất hoàn toàn. So với lectin từ thực vật bậc cao hay động vật, lectin từ rong biển