全國中小學科展

微生物源之甜菜素合成酵素的結構功能探討與潛在應用

科展類別

臺灣國際科展作品

屆次

2022年

科別

生物化學

得獎情形

一等獎

學校名稱

臺北市立第一女子高級中學

指導老師

許名智;徐駿森

作者

鄭秀中;廖禹晴

關鍵字

4,5-多巴雙加氧酶、蛋白質工程、甜菜素合成

摘要或動機

甜菜黃素為植物內水溶性色素,以植物4,5-多巴雙加氧酶催化L-多巴形成甜菜醛胺酸,再與胺基化合物可得到甜菜素。甜菜素極佳的抗氧化性被認為可發展有效的抗癌保健。 目前甜菜素由植物萃取與植物酵素合成,近期研究發現某些微生物有可催化L-多巴轉換機制的4,5-多巴雙加氧酶,但資訊未完備。又偵測L-多巴可診斷初期帕金森氏症,此酵素的催化機制可檢測L-多巴。 本研究探索微生物源4,5-多巴雙加氧酶,經基因體探勘、基因選殖與蛋白表現後,將重組蛋白純化並探討結構與功能。目前已進行活性測試、得到蛋白最佳反應環境,並分析兩種蛋白質結構,比較兩種蛋白結構與活性之關聯性;以及進行酵素動力學實驗。亦已開始著手應用層面,成功設計並合成出雙加氧酶與酪胺酸酶之引子。 未來期待以結構資訊改良酵素;應用面用於測定醫療之L-DOPA,加入酪胺酸酶於細菌大量生產甜菜素。

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