Charakterystyka przemian białek nasion bobu podczas biokonwersji z zastosowaniem Rhizopus oligosporus, zwiększającej zawartość prekursora neuroprzekaźnika L-3,4-dihydroksyfenyloalaniny

dc.abstract.pl1. Cel prowadzonych badań/hipoteza badawcza Neuroprzekaźniki odgrywają kluczową rolę w przekazywaniu sygnałów między synapsami. Zaburzenia wydzielania któregokolwiek z neuroprzekaźników może mieć poważne konsekwencje zdrowotne. W tym projekcie, skupiłam się na prekursorze dopaminy - L-3,4-dihydroksyfenyloalaninie (L-DOPA), który jest obecny w nasionach bobu. Dopamina jest głównym neuroprzekaźnikiem katecholowym w mózgu ssaków. Bierze udział w regulacji różnych procesów, między innymi takich jak: utrzymanie postawy ciała i poruszanie się, zapamiętywanie, uczenie się oraz interpretowanie bodźców emocjonalnych. Zaburzenia związane zwytwarzaniem, wydzielaniem i działaniem dopaminy w mózgu powodują chorobę Parkinsona, schizofrenię, depresję oraz skłonność do uzależnień. W przypadku choroby Parkinsona, w standardowej terapii stosuje się leki zawierające L-DOPA oraz inhibitory obwodowej dekarboksylazy L-DOPA np.: karbidopę czy benserazid. Niestety przyjmowanie tych leków niesie ze sobą wiele skutków ubocznych, do których należą: zaburzenia gastryczne (nudności, wymioty i zaparcia), bóle głowy, wahania ciśnienia tętniczego krwi, bezsenność lub nadmierna senność. Stąd też poszukiwanie naturalnych produktów, pozwalających na poprawienie komfortu życia chorych stało się bardzo istotne. Jednym z naturalnych źródeł zawierającym znaczne ilości L-DOPA okazał się bób. Przeprowadzono badania potwierdzające jego skuteczność w niwelowaniu objawów choroby Parkinsona. Przypuszcza się, że bób zawiera związek/związki zapobiegające występowaniu ww. skutków ubocznych. L-DOPA, w przeciwienstwie do dopaminy, przekracza barierę krew-mózg, i następnie w mózgu, pod wpływem enzymów, jest przekształcana do dopaminy. Badania wykazały, że istnieje możliwość zwiększenia ilości L-DOPA w bobie w trakcie kiełkowania poprzez wywołanie stresu traktując nasiona hydrolizatem białka rybiego, laktoferyną lub ekstraktem z oregano, a także przez biokonwersję w złożu stałym przy użyciu pleśni Rhizopus oligosporus. Celem moich badań jest poznanie procesu powstawania L-DOPA poprzez monitorowanie zmian profilu białkowego nasion bobu podczas biokonwersji w złożu stałym z zastosowaniem pleśni R. oligosporus. Praca będzie polegać monitorowaniu zmian w profilu białkowym, odnalezieniu frakcji których zmiany skorelowane będą ze zmianami poziomu L-DOPA. Następnie wyizolowane zostaną frakcje białek z nasion bobu, i poddane biokonwersji przy użyciu ww. pleśni. Identyfikacja białek oraz analiza wolnych aminokwasów przed i po, a także kontrola na poszczególnych etapach biokonwersji pozwoli na bardziej szczegółowe poznanie procesu syntezy L-DOPA w bobie. Hipoteza badawcza to istnienie białka lub grupy białek w nasionach bobu ulegających biokonwersji do L-DOPA pod wpływem enzymów wytwarzanych przez R. oligosporus. 2. Zastosowana metoda badawcza/metodyka 1. Skorelowanie zmniejszenia zawartości frakcji białek z wzrostem zawartości L-DOPA podczas biokonwersji w złożu stałym zmielonych nasion bobu. W celu rozdziału białek zostanie wykorzystana metoda SDS-PAGE oraz elektroforeza dwuwymiarowe IEF-SDS-PAGE. Natomiast do oznaczenia L-DOPA zostanie wykorzystana metoda HPLC-DAD. 2. Izolacja wytypowanych białek przy pomocy chromatografi preparatywnej. Chromatogriafia prepratywna zostanie przeprowadzona z wykorzystaniem żelu Sephadex. Kolumna o długości 50cm i średnicy 2,5cm zostanie wypełniona złożem, którego wysokość będzie stanowiła około 20cm. 3. Biokonwersja wyizolowanych białek przy użyciu R. Oligosporus w złożu stałym. Biokonwersja zostanie przeprowadzona z wykorzystaniem metody zaproponowanej przez Randhir i in. (2004) z modyfikacjami. Zmielone ziarna bobu zostaną zmieszane z wyizolowanym białkiem, które wcześniej zostało zliofilizowane oraz z wodą destylowaną w proporcji 1:2,5. Następnie mieszanina będzie sterylizowana, zaszczepiona R. oligosporus i inkubowana w 30 oC. 4. Analiza aminokwasowa wyizolowanych białek z nasion bobu zostanie wykonana za pomocą automatycznego sekwencjonera aminokwasów. Natomiast analiza proteomiczna z użyciem metody HPLC/LC-MS. Otrzymane wyniki zostaną porównane z danymi obecnymi w bazie Mascot. 3. Wpływ spodziewanych rezultatów na rozwój nauki, cywilizacji, społeczeństwa Wyniki badań pozwolą na poznanie w jaki sposób syntetyzowana jest L-DOPA w bobie w trakcie biokonwersji w złożu stałym z wykorzystaniem R. oligosporus. Poznanie przemian zachodzących podczas tego procesu pozwoli zrozumieć wpływ fermentacji typu tempe i szereg procesów, które nie zostały dotychczas dostatecznie zbadane. Może też doprowadzić do zwiększenia możliwości sterowania procesem fermentacji. Wskazanie białka lub białek, które w największym stopniu ulegają konwersji do L-DOPA pod wpływem enzymów wytwarzanych przez R. oligosporus, może w przyszłości stanowić podstawę do prowadzenia nowych projektów, polegających na opracowaniu alternatywnego suplementu bądź produktu zaliczanego do żywności funkcjonalnej, które mogłyby stanowić element codziennej diety osób cierpiących na chorobę Parkinsona.
dc.contributor.authorKatarzyna Anna Polanowska
dc.date.accessioned2025-06-30T14:41:13Z
dc.date.available2025-06-30T14:41:13Z
dc.date.issued2017
dc.identifier.project2016/23/N/NZ9/00057
dc.identifier.urihttps://sciencerep.up.poznan.pl/handle/item/3637
dc.pbn.affiliationfood and nutrition technology
dc.subject.plL-DOPA
dc.subject.plRhizopus oligosporus
dc.subject.plbób
dc.titleCharakterystyka przemian białek nasion bobu podczas biokonwersji z zastosowaniem Rhizopus oligosporus, zwiększającej zawartość prekursora neuroprzekaźnika L-3,4-dihydroksyfenyloalaniny
dc.typeProject
dspace.entity.typeProject
project.competition.namePRELUDIUM
project.endDate2021-08-03T00:00:00
project.startDate2017-08-04T00:00:00