Tôm là một trong những đối tượng nuôi thủy sản có giá trị kinh tế cao, nhưng dịch bệnh, đặc biệt là bệnh đốm trắng do virus WSSV gây ra, vẫn là nguyên nhân chính làm giảm sản lượng và gây thiệt hại lớn cho ngành nuôi tôm trên toàn thế giới. Do không có hệ miễn dịch thích nghi, tôm phụ thuộc vào hệ miễn dịch bẩm sinh, trong đó hệ thống hoạt hóa prophenoloxidase (proPO) đóng vai trò quan trọng trong việc chống lại mầm bệnh.

Protease là nhóm enzyme đa dạng, tham gia vào nhiều quá trình sinh học ở tôm như tiêu hóa, đông máu, phát triển phôi và đáp ứng miễn dịch. Trong số đó, serine protease là nhóm phổ biến nhất, đặc biệt ở gan tụy. Nhiều nghiên cứu cho thấy các enzyme này có liên quan đến quá trình hoạt hóa hệ miễn dịch, chết theo chương trình và melanin hóa.

Trypsin và các trypsin-like protease thuộc nhóm serine protease đã được phát hiện ở nhiều loài tôm, chủ yếu trong gan tụy. Ngoài vai trò tiêu hóa protein, chúng còn tham gia vào hệ thống hoạt hóa proPO và cơ chế phòng vệ của tôm. Bên cạnh đó, các Clip-serine protease (ClipSP) được xem là những enzyme quan trọng trong việc hoạt hóa proPO thành phenoloxidase (PO), góp phần tăng cường khả năng miễn dịch bẩm sinh.

Mặc dù trypsin và chymotrypsin là những protease phổ biến trong gan tụy tôm, các nghiên cứu về protease ở tôm sú và vai trò của chúng trong đáp ứng miễn dịch vẫn còn hạn chế, cần được tiếp tục làm rõ để hỗ trợ phát triển các giải pháp nâng cao sức khỏe và khả năng kháng bệnh cho tôm nuôi.

Xuất phát từ thực tiễn này, Chủ nhiệm đề tài TS. Nguyễn Thị Hồng Loan cùng nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên thực hiện “Nghiên cứu thành phần và vai trò của enzyme proteolytic trong đáp ứng miễn dịch của tôm sú (Penaeus monodon)” với mục tiêu xác định được thành phần của enzyme proteolytic và sự tham gia của chúng trong đáp ứng miễn dịch ở tôm sú (Penaeus monodon).

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

Hoạt độ protease tổng số của các bộ phận khác nhau của tôm sú: Trong nghiên cứu này, hoạt độ protease tổng số trong các dịch chiết từ 4 bộ phận chính của tôm gồm gan tụy, cơ thân, cơ đầu và huyết tương đã được xác định. Kết quả thu được (Hình 1) cho thấy hoạt độ protease cao nhất trong dịch chiết gan tụy (10,698 U/mg protein), tiếp theo là cơ đầu (0,013 U/mg protein), cơ thân (0,012 U/mg protein) và thấp nhất là ở huyết tương (0,004U/mg protein). Sự khác nhau là có ý nghĩa thống kê giữa hoạt độ của protease trong gan tuỵ với các bộ phận còn lại.

Thành phần và sự có mặt của các protease trong các mẫu dịch chiết tôm sú: Phổ băng protease của các dịch chiết từ các bộ phận khác nhau của tôm sú đã được xác định bằng điện di zymography theo công bố của Garcia-Carreno và cộng sự với một số cải biến. Kết quả (Hình 2) cho thấy 12 băng protease (được kí hiệu lần lượt là A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K và L theo thứ tự từ trên xuống) có khả năng phân giải cơ chất casein trong dịch chiết gan tụy tôm sú, 3 băng hoạt tính (J, K và L) có trong dịch chiết cơ đầu, cơ thân và không có băng nào trong huyết tương. Dựa trên vị trí, độ dày và sáng của các băng caseinolytic, 4 băng E, J, K, L có hoạt tính mạnh nhất với KLPT tương ứng khoảng 25,1; 13,7; 12,8 và 11,4 kDa. Những băng còn lại có hoạt tính thấp hơn. Dịch chiết gan tụy có hoạt độ và số lượng băng protease nhiều nhất được lựa chọn để phân nhóm và xác định tính chất của các protease trong các nghiên cứu tiếp theo.

Một số tính chất của trypsin-like protease: Phân đoạn protease tinh sạch chủ yếu gồm protein I được xác định một số tính chất sử dụng BApNA làm cơ chất. Kết quả cho thấy, trypsin-like protease hoạt động tốt trong khoảng nhiệt độ từ 50 độ C đến 80 độ C và tối thích tại 60 độ C (Hình 10A); enzyme bền ở 4 độ C và hoạt tính bắt đầu giảm khi tăng dần nhiệt độ từ 10-70 độ C (Hình 10B). Hoạt độ của trysin-like protease giảm không đáng kể (hoạt độ còn lại trên 90%) trong khoảng nhiệt độ 10-50 độ C, giảm mạnh chỉ còn 50-60% khi xử lý Hình 9. Zymogramph phân đoạn tinh sạch qua cột Benzamidine sepharose 4B 9 nhiệt tại 60 độ C trong 30 phút và gần như bị mất gần như hoàn toàn (chỉ còn khoảng 8-10%) khi bị xử lý ở 70 độ C.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 22068/2023) tại Cục Thông tin, Thống kê.

Đ.T.V (NASTIS)