แมนแนนเนสเป็นเอนไซม์ในกลุ่มไกลโคซิลไฮโดรเลส (GH26) ซึ่งมีคุณสมบัติในการเร่งปฏิกริยาการย่อยน้ำตาลสายยาวซึ่งพบมากในหัวบุกและกากมะพร้าว ซึ่งผลิตภัณฑ์จากการเร่งปฏิกริยาสามารถผลิตน้ำตาลโมเลกุลต่ำซึ่งสามารถนำไปใช้ประโยชน์ทางด้านกระบวนการอุตสาหกรรมอาหารและอาหารเสริม ซึ่งมีประโยชน์ในเชิงมูลค่าเพิ่มวัตถุดิบการเกษตร

คณะวิจัยสามารถผลิตเอนไซม์ที่บริสุทธิ์จากแบคทีเรีย Bacillus licheniformis และทดสอบคุณสมบัติการเร่งปฏิกริยาที่สภาวะต่างๆ พบว่า เอนไซม์สามารถเร่งปฏิกริยาได้ดีในสภาวะที่เหมาะสมในการประยุกต์ใช้จริงในวงการอุตสาหกรรม

เพื่อนำไปสู่ความเข้าใจกลไกการเร่งปฏิกริยาให้ดีขึ้น จึงได้เตรียมผลึกเอนไซม์ดังกล่าว ณ ห้องปฏิบัติการสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน และเก็บข้อมูลการหักเหรังสีเอกซ์โดยเครื่อง X-ray diffractometer ณ ปลายสถานีทดลอง Macromolecule Crystallography (MX) ของสถาบันวิจัยเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอน ซึ่งแบบแผนการหักเหรังสีเอกซ์ได้ที่ระดับความแยกแยะ 2.3 อังสตรอม ได้ถูกนำไปประมวลผลเพื่อหากลุ่มสมมาตร และขนาด unit cell ของผลึกซึ่งสามารถหาเฟสเริ่มต้นเพื่อวิเคราะห์โครงสร้างสามมิติของเอนไซม์ในเบื้องต้น
                                  

                           รูป 1 ผลึกเอนไซม์แมนแนนเนส                                    รูป 2 แบบแผนการหักเหรังสีเอกซ์       


 

                                                         รูป 3 แผนภาพความหนาแน่นอิเล็กตรอน     

คณะผู้วิจัย

ศศิธร ลาภบุญเรือง ดร.ชมภูนุช ส่งสิริฤทธิกุล และดร.วราภรณ์ ตัณฑนุช (สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน)
ดร. สิทธิรักษ์ รอยตระกูล (สถาบันจีโนม ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ)
Prof. Dr. Dietmar Haltrich (BOKU, University of Natural Resources and Applied Life Sciences, Vienna, Austria)
บัญชา บูรณะบัญญัติและ รศ.ดร. มณฑารพ ยมาภัย (สาขาวิชาเทคโนโลยีชีวภาพ สำนักวิชาวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี)

เอกสารอ้างอิง

1) Yamabhai M, Buranabanyat B, Jaruseranee N, Songsiriritthigul C. Efficient E. coli expression systems for the production of recombinant β-mannanases and other bacterial extracellular enzymes. (2011) Bio Bugs. 2:1, 1-5.

2) Songsiriritthigul, C., Lapboonrueng, S., Roytrakul, S., Haltrich, D., & Yamabhai, M. (2011). Crystallization and Preliminary Crystallographic Analysis of β-Mannanase from Bacillus licheniformis. Acta Cryst. F67: 217–220.

3) Lapboonrueng, S., Songsiriritthigul, C., Tanthanuch, W., Roytrakul, S., Haltrich, D., & Yamabhai, M. (2011). Structural analysis of β-mannanase from Bacillus licheniformis. Proceeding of The 3^rd BMB International Conference “From Basic to Translational Researches for a Better Life”; The Empress Convention Centre, Chiangmai, Thailand, 6^th-8^th April, 2011.

5) Buranabanyat B., Yamabhai M. & Songsiriritthigul C. Expression and Characterization of Endo-Mannanase from Bacillus licheniformis DSM13 and  Bacillus subtilis 168. International Meeting, Bio-ethanol: Status and Future, Hanoi University of Technology, Hanoi, Vietnam, 25^th-27^th March, 2009.

6) Yamabhai M, Emrat S, Sukasem S, Pesatcha P, Jaruseranee N, Buranabanyat B. Secretion of recombinant Bacillus hydrolytic enzymes using Escherichia coli expression systems (2008). J. Biotechnol. 133(1): 50–7.

7) Songsiriritthigul C., Buranabanyat B., Lapboonrueng S., & Yamabhai M. Expression, Purification and Crystallization of Endo-1,4-β-mannanase from Bacillus licheniformis. Third Annual Symposium of Protein Society of Thailand “Frontiers in Protein Research”. Bangkok, Thailand, 27^th-28^th August, 2008.