Charakterystyka przemian białek nasion bobu podczas biokonwersji z zastosowaniem Rhizopus oligosporus, zwiększającej zawartość prekursora neuroprzekaźnika L-3,4-dihydroksyfenyloalaniny
dc.abstract.pl | 1. 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.author | Katarzyna Anna Polanowska | |
dc.date.accessioned | 2025-06-30T14:41:13Z | |
dc.date.available | 2025-06-30T14:41:13Z | |
dc.date.issued | 2017 | |
dc.identifier.project | 2016/23/N/NZ9/00057 | |
dc.identifier.uri | https://sciencerep.up.poznan.pl/handle/item/3637 | |
dc.pbn.affiliation | food and nutrition technology | |
dc.subject.pl | L-DOPA | |
dc.subject.pl | Rhizopus oligosporus | |
dc.subject.pl | bób | |
dc.title | Charakterystyka przemian białek nasion bobu podczas biokonwersji z zastosowaniem Rhizopus oligosporus, zwiększającej zawartość prekursora neuroprzekaźnika L-3,4-dihydroksyfenyloalaniny | |
dc.type | Project | |
dspace.entity.type | Project | |
project.competition.name | PRELUDIUM | |
project.endDate | 2021-08-03T00:00:00 | |
project.startDate | 2017-08-04T00:00:00 |