Biosynthesis study of natural polyisoprenes : initiation step of rubber formation

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการวิจัยเพื่อศึกษาโครงสร้างของหมู่ที่ตำแหน่งปลายเริ่มต้นที่เรียกว่าปลายโอเมก้าในโมเลกุลยางธรรมชาติที่ได้จากต้นพาราโดยการวิเคราะห์โครงสร้างทางโมเลกุลของยางโมเลกุลต่ำและโพลีพรีนอลที่ได้จากยางพารา ร่วมด้วยการศึกษาทางชีวเคมีเกี่ยวกับสารเริ่มต้นในการสังเคราะห์ยาง จากการศึกษาการสังเคราะห์ยางในหลอดทดลองจากส่วนล่างสุดของการปั่นยางด้วยการเติมสารทรานส์-ทรานส์-ฟาร์เนซิลไดฟอสเฟตจำนวนต่างๆ พบว่าเปอร์เซ็นต์การเกิดยางโมเลกุลใหม่น้อยลงแต่เกิดการเข้าร่วมของไอโซเพนทีนิลไดฟอสเฟตที่ติดฉลากในส่วนของโพลีพรีนอลมีมากขึ้น เมื่อจำนวนของสารฟาร์เนซิลไดฟอสเฟตมากขึ้น ซึ่งชี้ให้เห็นว่าการเกิดยางโมเลกุลใหม่จะถูกเริ่มต้นจากฟาร์เนซิลไดฟอสเฟต จากการวิเคราะห์โครงสร้างของโพลีพรีนอลที่สกัดได้จากยางของต้นที่งอกใหม่และส่วนล่างสุดของการปั่นยางพารา อีกทั้งยางโมเลกุลต่ำที่สุดที่แยกได้จากยางที่ปั่นล้างด้วยสารลดแรงตึงผิว ด้วยเทคนิค 1H-, 13C-NMR and2D-COSY พบว่าที่ปลายโอเมก้าประกอบด้วยหมู่ไดเมทิลแอลลิลและทรานส์ไอโซพรีนสองหมู่ แสดงให้เห็นว่าสารเริ่มต้นของการสังเคราะห์ยางในต้นพาราคือ ทรานส์-ทรานส์-ฟาร์เนซิลไดฟอสเฟตเหมือนในกรณีของโพลีพรีนอลชนิดสองทรานส์ไอโซพรีน อย่างไรก็ดีปลายโอเมก้านี้ไม่สามารถตรวจวัดได้ในยางที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำของยางที่ปั่นล้างและยางที่มีโมเลกุลสูงที่ได้จากส่วนต่างๆ ของต้นยางพาราและยางที่สกัดโปรตีนออกทั้งนี้เนื่องมาจากการดัดแปลงที่หมู่ไดเมทิลแอลลิล จากการวิเคราะห์จำนวนไนโตรเจนอะตอมต่อหนึ่งสายโซ่ของยางที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่างๆ ของยางที่ปั่นล้างพบว่ามีความเป็นไปได้ต่ำที่โอลิโกเปปไทด์จะต่อกับหมู่ไดเมทิลแอลลิลซึ่งสามารถสนับสนุนผลที่ได้จากการวัด FTIR อีกทั้งได้ศึกษายางจากขนุนที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำและสูงพบว่าปลายโอเมก้าประกอบด้วยหมู่ไดเมทิลแอลลิล-ทรานส์-ทรานส์ นอกจากนี้ยังได้ทำการศึกษาเอนไซม์ฟาร์เนซิลไดฟอสเฟตซินเทสซึ่งแยกได้จากเห็ด ซึ่งเป็นครั้งแรกในการศึกษาเอนไซม์พรีนิลทราสเฟอเรสในเห็ด จากงานวิจัยนี้สามารถสรุปได้ว่าโครงสร้างของหมู่ไดเมทิลแอลลิลทางด้านปลายโอเมก้าของโมเลกุลยางพาราโดยทั่วไปถูกดัดแปลงโดยปฏิกิริยาทางเอนไซม์หรือทางเคมีบนผิวอนุภาคยางในขั้นตอนการต่อเติมสายโซ่ให้ได้โมเลกุลที่ยาวขึ้นและกระบวนการจับตัวน้ำยาง