ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การศึกษาการยับยั้งปฏิกิริยาของเอนไซม์ไซโตโครม พี 450 ของยุงพาหะ โดยสารสกัดจากพืช

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การศึกษาการยับยั้งปฏิกิริยาของเอนไซม์ไซโตโครม พี 450 ของยุงพาหะ โดยสารสกัดจากพืช
นักวิจัย : พรพิมล รงค์นพรัตน์
คำค้น : Cytochrome P450 , flavones , inhibition , pyrethroids , rhinacanthins , การยับยั้งเอนไซม์ , ฟลาโวน , ไซโตโครมพี 450 , ไพรีทรอยด์ , ไรน่าแคนทิน
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2557
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=BRG5380002 , http://research.trf.or.th/node/7304
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

ปัจจุบันการดื้อยาฆ่าแมลงในยุงพาหะเป็นปัญหาสำคัญต่อการควบคุมประชากรของยุง เนื่องจากยุงมีการ แสดงออกของเอนไซม์ Cytochrome P450 monooxygenase (P450s) ที่กำจัดยาฆ่าแมลงจากยุงเพิ่มขึ้น ส่งผลทำให้ยุงเกิด การดื้อต่อยาฆ่าแมลง เช่น สารเดลต้าเมทริน (deltamethrin) และ สารไพรีทรอยด์ (pyrethroid) การใช้สารประกอบจากพืช ซึ่งมีฤทธิ์เป็นทั้งยาฆ่าแมลง และมีฤทธิ์ในการเพิ่มประสิทธิภาพแก่ยาฆ่าแมลง สามารถใช้ในการควบคุมยุงที่ดื้อต่อยาฆ่า แมลงโดยสารเหล่านี้จะไปยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการกำจัดสารพิษออกจากแมลง ดังนั้น สารประกอบ เหล่านี้สามารถนำมาใช้ในการควบคุมยุงที่ดื้อต่อยาฆ่าแมลงได้ จากการศึกษาก่อนหน้านี้ระบุว่า เอนไซม์ CYP6AA3 และ CYP6P7 ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ได้จากยุงก้นปล่อง (Anopheles minimus) พาหะนำโรคมาลาเรียที่ดื้อต่อยาฆ่าแมลงเดลต้าเมทริน เกี่ยวข้องกับการดื้อยาฆ่าแมลงในยุง นอกจากนี้ยังมีข้อมูลที่ได้จากการศึกษากลไกการทำงานของเอนไซม์ทั้งสอง และผล จาก 3-(4, 5-dimethylthiazol-2-y-l)-2, 5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) cytotoxicity assays สนับสนุนหน้าที่ของ เอนไซม์ CYP6AA3 และ CYP6P7 ในการกำจัดไพรีทรอยด์ จากข้อมูลข้างต้น เอนไซม์ CYP6AA3 และ CYP6P7 จึง สามารถนำมาเป็นต้นแบบในการศึกษากลไกการกำจัดสารพิษ และค้นหาสารประกอบจากธรรมชาติที่มีฤทธิ์ในการยับยั้ง การทำงานของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการกำจัดไพรีทรอยด์ เทคนิคในการค้นหาสารประกอบจากธรรมชาติที่มีฤทธิ์ในการ ยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ ได้ถูกพัฒนาขึ้น 2 วิธีคือใช้เทคนิค in vitro fluorescence-based ซึ่งเป็นวิธีที่สะดวก รวดเร็ว และเทคนิคในการศึกษาการเสริมฤทธิ์ของตัวยับยั้งร่วมกับไพรีทรอยด์ ด้วยเทคนิค MTT cytotoxicity assay โดยใช้เซลล์ Spodoptera frugiperda (Sf9) ซึ่งเป็นเซลล์ของแมลงที่มีการแสดงออกของเอนไซม์ P450s เป็นต้นแบบในการศึกษา เนื่องจากไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของเอนไซม์ P450s ของแมลง ดังนั้นแบบจำลองของ CYP6AA3 และ CYP6P7 จึง ได้ถูกสร้างขึ้น เพื่อศึกษากลไกการทำงานของเอนไซม์ในการกำจัดยาฆ่าแมลง ตลอดจนศึกษากลไกการยับยั้งการทำงาน ของตัวยับยั้งต่อเอนไซม์ นอกจากนี้ การศึกษานี้ได้ทำการค้นหาสารประกอบซึ่งมีฤทธิ์ในการยับยั้งการทำงานของทั้ง 2 เอนไซม์จากสารสกัดของพืช 7 ชนิด ได้แก่ ต้นรัก (Calotropis procera), ส้มโชกุน (Citrus reticulate), หนอนตายอยาก (Stemona spp.), ขมิ้นชัน (Curcuma longa) ในส่วนของเหง้า และใบ, ถอบแถบ (Derris trifoliata), ฟ้าทะลายโจร (Andrographis paniculata) และ ทองพันชั่ง (Rhinacanthus nasutus ) จากการศึกษาพบว่า สารสกัดจากเหง้าและใบของ ชมิ้นชัน, ถอบแถบ, ฟ้าทะลายโจร และทองพันชั่ง ประกอบไปด้วยสารประกอบที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งการทำงานของทั้ง สองเอนไซม์ ผลจาการศึกษานี้ทำให้ได้สารบริสุทธิ์ที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ P450s ในยุงได้สารอย่าง น้อย 3 ชนิด ได้แก่ naphthoquinone esters ซึ่งแยกได้จากทองพันชั่ง และpolyoxygenated flavones ซึ่งเป็นสารประกอบที่มี ความจำเพาะกับพืชตระกูล Andrographis สารเหล่านี้ประกอบด้วย chromane ring ซึ่งทำหน้าที่ในการเสริมฤทธิ์ให้กับไพรี ทรอยด์ เนื่องจากขมิ้นชันประกอบด้วยสารประกอบที่ซับซ้อน จึงไม่สามารถระบุโครงสร้างของสารประกอบที่มีฤทธิ์ใน การยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ทั้งสองได้ นอกจากนี้ ผลการศึกษาเบื้องต้นเกี่ยวกับประสิทธิภาพในการกำจัดลูกน้ำของ ยุงลาย (Aedes aegypti) ด้วยสารสกัดจากพืชสอดคล้องกับประสิทธิภาพในการยับยั้งการกำจัดสารพิษของเอนไซม์ P450s ซึ่งข้อมูลที่ได้จากการศึกษานี้จะเป็นประโยชน์ต่อการนำไปใช้ในการควบคุมยุงที่ดื้อต่อยาฆ่าแมลงต่อไป Insecticide resistance is a growing problem in the control of mosquito vectors. Increase in insecticide detoxification by heme-containing cytochrome P450 monooxygenases (P450s) in insects has been thought to promote resistance to insecticides, i.e. deltamethrin pyrethroid compound. Plant compounds that have both insecticidal activity and synergistic action with insecticides, due to inhibition of insect detoxification enzymes, could be a source for insect vector control. Previous investigations indicated CYP6AA3 and CYP6P7, isolated from deltamethrin-resistant Anopheles minimus malaria mosquito, play role in pyrethroid resistance. Enzymatic assays and 3-(4, 5-dimethylthiazol-2-y-l)-2, 5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) cytotoxicity assays support the role of CYP6AA3 and CYP6P7 in metabolisms of pyrethroids. Thus the mosquito enzymes, CYP6AA3 and CYP6P7 could be a model for finding of natural compounds with inhibitory potential against pyrethroid detoxification enzymes. We report development of in vitro fluorescence-based and MTT cytotoxicity assays using P450-expressing Spodoptera frugiperda (Sf9) cells for rapid screening of inhibitory compounds and synergistic effect of inhibitors with pyrethroid insecticides, respectively. Since there has been no known crystal structure available for insect P450s, we have built homology model of CYP6AA3 in an attempt to increase our understanding of molecular mechanisms underlying binding site toward insecticides and inhibitors. We have screening 7 crude plant extracts including Calotropis procera, Citrus reticulata, Stemona spp., Curcuma longa rhizomes and leaves, Derris trifoliata, Andrographis paniculata and Rhinacanthus nasutus. We found that C. longa rhizomes and leaves, D. trifoliata, A. paniculata and R. nasutus contained high inhibitory activities against both enzymes. Due to complexity of compounds in C. longa, we could not identify compounds that possess inhibition effects. Nevertheless at least three purified naphthoquinone esters isolated from R. nasutus and two polyoxygenated flavones specific to Andrographis sp. were found possessing inhibitory effect against mosquito P450 enzymes. These compounds comprising chromane ring acted synergistically with pyrethroid toxicity based on cell-based assays. Moreover preliminary results of larvicidal tests on Aedes aegypti mosquitoes of plant extracts were in agreement of inhibitory potency against mosquito detoxification P450 enzymes. Results obtained will thus be beneficial to implement effective resistance management of mosquito vector.

บรรณานุกรม :
พรพิมล รงค์นพรัตน์ . (2557). การศึกษาการยับยั้งปฏิกิริยาของเอนไซม์ไซโตโครม พี 450 ของยุงพาหะ โดยสารสกัดจากพืช.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
พรพิมล รงค์นพรัตน์ . 2557. "การศึกษาการยับยั้งปฏิกิริยาของเอนไซม์ไซโตโครม พี 450 ของยุงพาหะ โดยสารสกัดจากพืช".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
พรพิมล รงค์นพรัตน์ . "การศึกษาการยับยั้งปฏิกิริยาของเอนไซม์ไซโตโครม พี 450 ของยุงพาหะ โดยสารสกัดจากพืช."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2557. Print.
พรพิมล รงค์นพรัตน์ . การศึกษาการยับยั้งปฏิกิริยาของเอนไซม์ไซโตโครม พี 450 ของยุงพาหะ โดยสารสกัดจากพืช. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2557.