BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC
KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG
ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY LYSOZYME
TỪ LÒNG TRẮNG TRỨNG GÀ
SINH VIÊN THỰC HIỆN
MAI CHÍ LINH
MSSV: 3112479
LỚP: CNSH K37
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Ths. VÕ VĂN SONG TOÀN
Cần Thơ, Tháng 12/2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Ths. VÕ VĂN SONG TOÀN
SINH VIÊN THỰC HIỆN
MAI CHÍ LINH
MSSV: 3112479
LỚP: CNSH K37
Cần Thơ, Tháng 12/2014
KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG
ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY LYSOZYME
TỪ LÒNG TRẮNG TRỨNG GÀ
PHẦN KÝ DUYỆT
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
(ký tên) (ký tên)
Ths.Võ Văn Song Toàn Mai Chí Linh
XÉT DUYỆT CỦA BỘ MÔN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Cần Thơ, ngày tháng năm 20
TRƢỞNG BỘ MÔN
(ký tên)
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học i Viện NC & PT Công nghệ sinh học
LỜI CẢM TẠ
Trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp, ngoài những cố gắng và nỗ lực của
bản thân, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ. Trước hết tôi xin chân thành
cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Cần Thơ, lãnh đạo Viện nghiên cứu và phát
triển Công nghệ sinh học, cùng tất cả quý thầy cô đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong
suốt quá trình học tập tại trường.
Tôi xin gửi lời biết ơn chân thành đến thầy Võ Văn Song Toàn và cô Dương Thị
Hương Giang, người đã cho tôi ý tưởng, động lực và tận tình giúp đỡ trong suốt thời
gian thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô và các anh chị trong phòng Sinh hóa và
Công nghệ Protein - Enzyme đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, truyền đạt những kinh
nghiệm quý báu và những lời khuyên hữu ích để tôi thực hiện đề tài này.
Xin chân thành cảm ơn các bạn lớp Công nghệ sinh học khóa 37 đã động viên,
khích lệ và hỗ trợ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Cần Thơ, ngày tháng năm 20
Ký tên
Mai Chí Linh
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học ii Viện NC & PT Công nghệ sinh học
TÓM LƢỢC
Đề tài “Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly Lysozyme từ
lòng trắng trứng gà” nhằm mục đích xác định nguồn trứng gà có hoạt tính tổng của
Lysozyme từ dịch trích lòng trắng trứng gà cao và điều kiện tối ưu để trích ly
Lysozyme từ lòng trắng trứng gà. Kết quả của quá trình khảo sát nguồn trứng gà cho
thấy trứng gà Hisex Brown có hoạt tính Lysozyme tổng cao hơn các nguồn trứng gà
như gà Ác, gà Tre, gà Ta, gà Isa Brown và gà Tàu Ri vàng. Kết quả khảo sát các yếu
tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly Lysozyme cho thấy khi lòng trắng trứng pha loãng
đệm phosphate 0,1M pH = 7 với tỷ lệ 1 : 0,5 giữa lòng trắng trứng và dung dịch đệm
ở nhiệt độ 50
0
C trong thời gian 25 phút thu được hoạt tính tổng của Lysozyme từ dịch
trích lòng trắng trứng cao nhất. Kết quả chạy điện di SDS-PAGE cho thấy trọng lượng
phân tử của Lysozyme từ lòng trắng trứng gà Hisex Brown là 14,4 kDa.
Từ khóa: Trích ly, Lysozyme, gà, hoạt tính, Hisex Brown.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học iii Viện NC & PT Công nghệ sinh học
MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ i
TÓM LƢỢC ii
MỤC LỤC iii
DANH SÁCH BẢNG vii
DANH SÁCH HÌNH viii
CÁC TỪ VIẾT TẮT ix
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục tiêu đề tài 1
CHƢƠNG 2: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2
2.1. Sơ lƣợc về trứng gà 2
2.1.1. Hình thái và cấu tạo 2
2.1.2. Sơ lược về các protein trong lòng trắng trứng 3
2.2. Sơ lƣợc về enzyme Lysozyme 3
2.2.1. Cấu tạo của Lysozyme 3
2.2.2. Sự tương tác giữa các phân tử 4
2.2.2.1. Sự phân cực 4
2.2.2.2. Liên kết hydro 5
2.2.2.3. Liên kết disulfide 5
2.2.3. Cơ chế hoạt động của Lysozyme 6
2.2.4. Hoạt tính của Lysozyme 8
2.2.4.1. Khả năng tiêu diệt vi sinh vật 8
2.2.4.2. Hoạt tính điều biến miễn dịch 9
2.2.4.3. Hoạt tính chống ung thư 9
2.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính Lysozyme 10
2.2.5.1. Nhiệt độ 10
2.2.5.2. Độ pH 10
2.2.5.3. Nồng độ muối 10
2.2.6. Ứng dụng của Lysozyme 11
2.2.6.1. Trong sản xuất phô mai 11
2.2.6.2. Trong sản xuất rượu vang 11
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học iv Viện NC & PT Công nghệ sinh học
2.2.6.3. Trong lĩnh vực y dược 11
2.3. Các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về enzyme Lysozyme 12
2.3.1. Trong nước 12
2.3.2. Ngoài nước 12
2.4. Một số phƣơng pháp phân tích 14
2.4.1. Phương pháp Bradford 14
2.4.2. Phương pháp Shugar 15
2.4.3. Phương pháp SDS-PAGE 16
CHƢƠNG 3: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17
3.1. Phƣơng tiện nghiên cứu 17
3.1.1. Thời gian và địa điểm 17
3.1.2. Dụng cụ và thiết bị 17
3.1.3. Nguyên vật liệu 17
3.1.4. Hóa chất 17
3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 18
3.2.1. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly Lysozyme từ lòng
trắng trứng gà 18
3.2.1.1. Thí nghiệm 1: Chọn nguồn trứng gà khác nhau để trích ly
Lysozyme 18
3.2.1.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát dung dịch đệm để trích ly Lysozyme 19
3.2.1.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát tỷ lệ giữa dung dịch đệm với lòng trắng trứng
để trích ly Lysozyme 19
3.2.1.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát nhiệt độ để trích ly Lysozyme 20
3.2.1.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát thời gian để trích ly Lysozyme 21
3.2.2. Phương pháp xử lý số liệu 21
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22
4.1. Thành phần cấu tạo và hoạt tính Lysozyme của trứng gà từ các giống gà khác
nhau 22
4.1.1. Đặc điểm của từng loại trứng gà 22
4.1.2. Thành phần cấu tạo trứng gà 25
4.1.3. Khảo sát hoạt tính Lysozyme từ các nguồn trứng gà khác nhau 26
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học v Viện NC & PT Công nghệ sinh học
4.2. Ảnh hƣởng một số yếu tố đến quá trình trích ly Lysozyme 27
4.2.1. Ảnh hưởng của pH 27
4.2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ giữa lòng trắng trứng với dung dịch đệm 29
4.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ 30
4.2.4. Ảnh hưởng của thời gian 32
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 35
5.1. Kết luận 35
5.2. Đề nghị 35
TÀI LIỆU THAM KHẢO 36
PHỤ LỤC…
Phụ lục 1: Các phƣơng pháp phân tích
1. Xác định hàm lượng protein bằng phương pháp Bradford (Bradford, 1976)
2. Xác định trọng lượng phân tử protein bằng phương pháp điện di
SDS - PAGE (Laemmli, 1970)
3. Xác định hoạt tính Lysozyme bằng phương pháp Shugar (Shugar, 1952)
Phụ lục 2: Số liệu thí nghiệm
Bảng 1: Đường chuẩn BSA
Bảng 2: Đặc điểm của từng loại trứng gà
Bảng 3: Hoạt tính Lysozyme, hoạt tính tổng, hàm lượng protein, protein
tổng và hoạt tính đặc hiệu của từng loại trứng gà
Bảng 4: Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính Lysozyme, hoạt tính tổng, hàm
lượng protein, protein tổng và hoạt tính đặc hiệu
Bảng 5: Ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng với đệm đến hoạt tính Lysozyme,
hoạt tính tổng, hàm lượng protein, protein tổng và hoạt tính đặc hiệu
Bảng 6: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính Lysozyme, hoạt tính tổng,
hàm lượng protein, protein tổng và hoạt tính đặc hiệu
Bảng 7: Ảnh hưởng của thời gian đến hoạt tính Lysozyme, hoạt tính tổng,
hàm lượng protein, protein tổng và hoạt tính đặc hiệu
Phụ lục 3: Phân tích số liệu
1. Đặc điểm của từng loại trứng
2. Hoạt tính Lysozyme, hoạt tính tổng, hàm lượng protein, protein tổng và
hoạt tính đặc hiệu từ các nguồn trứng gà khác nhau
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học vi Viện NC & PT Công nghệ sinh học
3. Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính Lysozyme, hoạt tính tổng, hàm lượng
protein, protein tổng và hoạt tính đặc hiệu
4. Ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng với đệm đến hoạt tính Lysozyme, hoạt
tính tổng, hàm lượng protein, protein tổng và hoạt tính đặc hiệu
5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính Lysozyme, hoạt tính tổng, hàm
lượng protein, protein tổng và hoạt tính đặc hiệu
6. Ảnh hưởng của thời gian đến hoạt tính Lysozyme, hoạt tính tổng, hàm
lượng protein, protein tổng và hoạt tính đặc hiệu
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học vii Viện NC & PT Công nghệ sinh học
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1: Thành phần cấu tạo của trứng gà 2
Bảng 2: Đặc điểm của protein trong lòng trắng trứng 3
Bảng 3: Các nguồn trứng gà khác nhau 18
Bảng 4: Các dung dịch đệm 19
Bảng 5: Nhiệt độ trích ly 20
Bảng 6: Thời gian trích ly 21
Bảng 7: Màu sắc và khối lượng của từng loại trứng 22
Bảng 8: Thành phần cấu tạo của trứng gà từ các nguồn trứng gà khác nhau 25
Bảng 9: Hàm lượng protein, protein tổng, hoạt tính Lysozyme, hoạt tính tổng và hoạt
tính đặc hiệu của từng loại trứng 26
Bảng 10: Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng protein, protein tổng, hoạt tính
Lysozyme, hoạt tính tổng và hoạt tính đặc hiệu 27
Bảng 11: Ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng với đệm đến hàm lượng protein, protein tổng,
hoạt tính Lysozyme, hoạt tính tổng và hoạt tính đặc hiệu 29
Bảng 12: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng protein, protein tổng, hoạt tính
Lysozyme, hoạt tính tổng và hoạt tính đặc hiệu 30
Bảng 13: Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng protein, protein tổng, hoạt tính
Lysozyme, hoạt tính tổng và hoạt tính đặc hiệu 32
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học viii Viện NC & PT Công nghệ sinh học
DANH SÁCH HÌNH
Hình 1. Cấu tạo của Lysozyme 3
Hình 2. Sự phân cực của Lysozyme 4
Hình 3. Liên kết hydro trong Lysozyme 5
Hình 4. Liên kết disulfide trong Lysozyme 5
Hình 5. Trung tâm hoạt động của Lysozyme 6
Hình 6. Cơ chế hoạt động của Lysozyme 6
Hình 7. Cơ chế hoạt động của Lysozyme 7
Hình 8. Cơ chế hoạt động của Lysozyme 7
Hình 9. Cơ chế hoạt động của Lysozyme 7
Hình 10. Cơ chế hoạt động của Lysozyme 8
Hình 11. Sự thủy phân vi khuẩn 8
Hình 12. Cơ chế phản ứng của thuốc thử Coomassie Brilliant Blue G-250 15
Hình 13. Cơ chế phản ứng của phương pháp Shugar 16
Hình 14. Cơ chế của phương pháp điện di SDS-PAGE 16
Hình 15. Trứng gà Hisex Brown 22
Hình 16. Trứng gà Tàu Ri vàng 23
Hình 17. Trứng gà Tam Hoàng 23
Hình 18. Trứng gà Ác 23
Hình 19. Trứng gà Tre 24
Hình 20. Trứng gà Ta 24
Hình 21. Trứng gà Isa Brown 24
Hình 22. Kết quả chạy điện di SDS-PAGE từ dịch trích lòng trắng trứng 33
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học ix Viện NC & PT Công nghệ sinh học
CÁC TỪ VIẾT TẮT
AVL Antiviral Lysozyme
AVR Antiviral Rnase
BSA Bovine Serum Albumin
CBB Coomassie Brilliant Blue
DNA Deoxynucleic Acid
E. coli Escherichia coli
EDTA Ethylene Diamine Tetraacetic Acid Disodium Salt
g Gram
HIV-1 Human immunodeficiency virus type 1
kDa Kilo Dalton
M. lysodeikticus Microccocus lysodeikticus
mL Mililiter
MLF Malolactic fermentation
NAG N-acetylglucosamine
NAM N-acetylmuramic acid
nm Nanometer
NT Nghiệm thức
OD Optical Density
RNA Ribonucleic Acid
RNAase Ribonuclease
S. aureus Staphylococcus aureus
SDS-PAGE Sodium Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis
µg Microgram
µL Microliter
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 1 Viện NC & PT Công nghệ sinh học
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Lysozyme là một enzyme có khả năng tiêu diệt vi khuẩn bằng cách thủy phân
liên kết giữa NAM và NAG của thành vi khuẩn Gram dương. Lysozyme được tìm thấy
nhiều trong tự nhiên như sữa, nước mắt, nước bọt và lòng trắng trứng. Lysozyme có
nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như y dược (sản phẩm Lysozyme LZ 90mg có khả
năng trị viêm xoang, viêm phế quản và viêm mũi), lên men rượu vang (tiêu diệt nhiều
vi khuẩn ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu như Acetobacter hoặc
Brettanomyces), sinh học phân tử (trích ly DNA từ vi khuẩn Gram dương).
Lysozyme được trích ly từ nhiều nguồn nguyên liệu đặc biệt là lòng trắng trứng
gà. Theo số liệu của Tổng cục Thống kê về sản lượng trứng gia cầm ở nước ta năm
2012 ( ngày
26/11/2014) là 7.299,9 triệu quả, từ năm 2010 đến 2012 đã có mức tăng hằng năm khá
cao là 11,6% mỗi năm. Theo Tổng cục Chăn nuôi ( />san-luong-trung-post116524.html, ngày 26/11/2014), sản lượng trứng gia cầm trong 2
năm liên tiếp như sau: năm 2014 là 9.153 triệu trứng, năm 2015 là 10.526 triệu trứng,
tăng trưởng bình quân năm là 13%. Lòng trắng trứng gà chiếm 56,8% khối lượng
trứng, chứa hàm lượng lớn protein chiếm 9,7 - 10,6% (Bùi Hữu Đoàn, 2009) và trong
đó Lysozyme chiếm đến 3,4% tổng lượng protein có trong lòng trắng trứng (Nakai và
Poweri, 1985). Hiện nay, ở nước ta các nghiên cứu về Lysozyme vẫn còn hạn chế và
các sản phẩm Lysozyme chủ yếu được nhập khẩu từ nước ngoài nên dẫn đến giá thành
cao như bột Lysozyme từ hãng Merck (Đức) khối lượng tịnh là 5 gram có giá 3,5 triệu
đồng (chưa tính thuế nhập khẩu và giá trị gia tăng).
Với mục đích là tận dụng nguồn nguyên liệu trứng gà dồi dào ở nước ta, mở ra
nhiều nghiên cứu về ứng dụng Lysozyme. Từ đó, đề tài “Khảo sát một số yếu tố ảnh
hƣởng đến quá trình trích ly Lysozyme từ lòng trắng trứng gà” được thực hiện.
1.2. Mục tiêu đề tài
Xác định nguồn trứng gà có hoạt tính Lysozyme cao và mang tính kinh tế.
Xác định điều kiện thích hợp để trích ly Lysozyme từ lòng trắng trứng.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 2 Viện NC & PT Công nghệ sinh học
CHƢƠNG 2: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Sơ lƣợc về trứng gà
2.1.1. Hình thái và cấu tạo
Trứng gà có hình bầu dục không cân đối (hình Kassini), tức là bầu dục không
đều, một đầu tù và một đầu nhọn. Trong thực tiễn, hình dạng trứng được biểu hiện
bằng chỉ số hình thái: đó là tỷ số giữa đường kính nhỏ/đường kính lớn, chỉ số này biến
thiên từ 0,6 (hình bầu dục nhọn) đến 1 (hình cầu). Cũng có thể dùng tỷ lệ ngược lại là
đường kính lớn/đường kính nhỏ, khi đó chỉ số dao động từ 1,0 đến 1,45 (Bùi Hữu
Đoàn, 2009).
Trứng gồm có 3 phần: vỏ, lòng trắng và lòng đỏ với các tỷ lệ tương đối 1/6/3.
Trung bình vỏ cứng chiếm 9,5%, 63% lòng trắng trứng và 27,5% lòng đỏ (Cotterill,
1977). Dưới đây là thành phần hóa học của trứng gà:
Bảng 1: Thành phần cấu tạo của trứng gà
Cấu tạo
Thành phần phần trăm (%)
Thành phần chính (%)
Vỏ trứng
9,5
Muối vô cơ (91,8)
Protein (6,4)
Nước (1,7)
Lipid (0,03)
Lòng trắng trứng
63,0
Protein (9,7-10,6)
Lipid (0,03)
Carbohydrate (0,4-0,9)
Tro (0,5-0,6)
Lòng đỏ
27,5
Protein (15,7-16,6)
Lipid (32,0-35,0)
Carbohydrate (0,2-1,0)
Tro (1,1)
(*Nguồn: Li-chan el at., 1995)
Khoảng giữa lòng đỏ và vỏ chứa đầy lòng trắng, do nhiều lớp có độ đậm đặc
khác nhau tạo thành. Ngay dưới lớp màng của trứng là lớp loãng ngoài (khoảng 23%
thể tích), sau đó là lớp đặc giữa (57% thể tích) rồi đến lớp loãng giữa (17% thể tích) và
lớp đặc trong (3% thể tích). Lòng trắng trứng có màu vàng nhạt, ngoài ra do có nhiều
CO
2
nên hơi đục. Đặc tính keo của lớp đặc ở giữa của lòng trắng là do có nhiều sợi
muxin, những sợi này tạo thành cấu trúc lưới. Khi cấu trúc lưới bị hỏng, ví dụ do chấn
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 3 Viện NC & PT Công nghệ sinh học
động thì lòng trắng đặc trở thành loãng. Môi trường lòng trắng trứng có pH kiềm, ở
nhiệt độ 60
0
C thì đông lại, biến thành một khối trắng (Bùi Hữu Đoàn, 2009).
2.1.2. Sơ lƣợc về các protein trong lòng trắng trứng
Lòng trắng trứng chứa 9,7% đến 12% là protein (Vadehra và Nath, 1973; Mine,
1995) và có thể được xem như là một hệ thống gồm từ nhiều protein hình cầu trong
dung dịch nước. Trong lòng trắng trứng có 7 protein chiếm đa số như là Ovalbumin A
1
và A
2
, Ovoglobulin G
1
, G
2
và G
3
, Ovamucoid và Conalbumin. Thành phần và những
tính chất của protein từ lòng trắng trứng được tóm tắt qua bảng dưới đây:
Bảng 2: Đặc điểm của protein trong lòng trắng trứng
Protein
Thành phần phần
trăm (%)
Trọng lƣợng
phân tử (Da)
Điểm đẳng
điện
Đặc điểm
Ovalbumin
54
44.500
4,5
Phosphoglycoprotein
Conalbumin
12
77.700
6,1
Liên kết với ion kim loại
Ovamucoid
11
28.000
4,1
Kiềm hãm trypsin
Ovomucin
3,5
5,5-8,3 x 10
6
4,5-5,0
Sialoprotein
Lysozyme
3,4
14.300
10,7
-
Globulin G
2
4
49.000
5,5
-
Globulin G
3
4
49.000
5,8
-
Avidin
0,05
68.300
10,0
Liên kết với biotine
(*Nguồn: Nakai và Powrie, 1985)
2.2. Sơ lƣợc về enzyme Lysozyme
2.2.1. Cấu tạo của Lysozyme
Lysozyme (E.C.3.2.17, N-acetyl muramyl
hydrolase) là enzyme có khả năng thủy phân vi
khuẩn được tìm thấy phổ biến trong tự nhiên.
Lysozyme là một protein dạng hình cầu được
cấu tạo bởi một chuỗi polypeptide đơn bao gồm
129 acid amin, trong đó acid amin đầu mút N- là
lysine và leucine là acid amin đầu C Trong
phân tử của Lysozyme có 4 cầu nối disulfite (S-
S), điều này làm cho Lysozyme có khả năng
chịu nhiệt cao. Phân tử enzyme này là một phức hợp được liên kết một cách chắc chắn
Hình 1. Cấu tạo của Lysozyme
(*Nguồn: Alain Gallien, 2009)
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 4 Viện NC & PT Công nghệ sinh học
Hình 2. Sự phân cực của Lysozyme
(*Nguồn: ngày 20/10 2014)
và có hình dạng tương tự như hình elip trong không gian nhiều chiều có kích thước là
4,5 x 3 x 3 nm.
Lysozyme được tìm thấy trong tự nhiên chủ yếu ở dạng monomer và hoạt động
tốt hơn ở dạng dimer hoặc multimer. Lysozyme đã được chứng minh tồn tại ở dạng
dimeric thuận nghịch, điều đó được xảy ra bởi pH, nồng độ hoặc nhiệt độ
(Sophianopoulos, 1969). Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng diamin (1,3-
diaminopropane, 1,4-diaminobutane và 1,5-diaminopentane) kiềm hãm sự ức chế và
bất hoạt Lysozyme, trong khi đó monoamine gây ức chế (Okanojo et al., 2005).
Sự biến đổi về hóa học và nhiệt độ của Lysozyme đã được chứng minh làm tăng
khả năng diệt vi khuẩn lên tế bào Gram âm.
2.2.2. Sự tƣơng tác giữa các phân tử
2.2.2.1. Sự phân cực
Bản chất của các acid amin trong chuỗi trình tự polypeptide dẫn tới các vùng
phân cực và không phân cực trong cấu trúc của Lysozyme. Sự hiện hiện của các vùng
phân cực và không phân cực là nguyên nhân dẫn đến việc xác định cấu trúc của phân
tử protein khi gấp nếp. Vùng không phân cực và vùng phân cực được đánh dấu lần
lượt bằng màu xanh và màu đỏ ở hình 2. Vùng không phân cực biểu hiện tính kỵ nước,
phân bố bên trong cấu trúc của Lysozyme; trong khi đó, các phần phân cực phân bố
với số lượng lớn trên bề mặt của Lysozyme dẫn tới tăng sự tiếp xúc dung môi tan
trong nước và thể hiện tính ái nước của Lysozyme.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 5 Viện NC & PT Công nghệ sinh học
2.2.2.2. Liên kết hydro
Trong các phân tử protein, liên kết hydro góp phần ổn định phân tử protein.
Trong hình 3, liên kết hydro được thấy trong cấu trúc bậc hai và được đánh dấu bằng
màu cam. Qua hình 3 cho thấy liên kết hydro giúp duy trì sự bền vững của phân tử
protein.
2.2.2.3. Liên kết disulfide
Lysozyme chứa 4 liên kết disulfide do 8 gốc acid amin cystein tham gia, được
đánh dấu bằng màu vàng. Liên kết disulfide giúp ổn định cấu trúc bậc ba của nhiều
phân tử protein. Liên kết disulfide xuất hiện ở 4 vị trí trong Lysozyme: Cys6 và
Cys127, Cys30 và Cys115, Cys64 và Cys80, Cys76 và Cys94.
Hình 3. Liên kết hydro trong Lysozyme
(*Nguồn: ngày 20/10/2014)
Hình 4. Liên kết disulfide trong Lysozyme
(*Nguồn: ngày 20/10/2014)
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 6 Viện NC & PT Công nghệ sinh học
2.2.3. Cơ chế hoạt động của Lysozyme
Trung tâm hoạt động của Lysozyme được cấu tạo bởi 2 acid amin là Asp52 (màu
đỏ) và Glu35 (màu xanh).
Cơ chế hoạt động của Lysozyme gồm có những bƣớc sau đây
- Vi khuẩn Gram dương có thành peptidoglycan được cấu tạo từ
N-acetylmuramic acid (NAM) và N-acetylglucosamine (NAG) bởi liên kết β(1,4)
glucoside.
Hình 5. Trung tâm hoạt động của Lysozyme
(*Nguồn: ngày 20/10/2014)
Hình 6. Cơ chế hoạt động của Lysozyme
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 7 Viện NC & PT Công nghệ sinh học
- Trung tâm hoạt động của Lysozyme gồm Glu35 và Asp52. Glu35 xúc tác quá
trình chuyển từ dạng acetal sang hemiacetal của gốc NAG. Asp52 liên kết với nguyên
tử Cacbon 1 của gốc NAM để đảm bảo hóa trị.
- Liên kết β(1,4) glucoside giữa gốc NAM và gốc NAG đã bị phá hủy.
- Nước sẽ phản ứng với gốc NAM bằng liên kết giữa nhóm OH
-
với nguyên tử
C1 và làm đứt liên kết giữa Asp52 với Cacbon 1. Proton H
+
trở về với Glu35 và cấu
trúc enzyme phục hồi.
Hình 7. Cơ chế hoạt động của Lysozyme
Hình 8. Cơ chế hoạt động của Lysozyme
Hình 9. Cơ chế hoạt động của Lysozyme
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 8 Viện NC & PT Công nghệ sinh học
- Trung tâm hoạt động của Lysozyme gồm Glu35 và Asp 52 trở về dạng ban đầu.
2.2.4. Hoạt tính của Lysozyme
Hoạt tính Lysozyme từ lòng trắng trứng được ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như hệ
thống chăn nuôi gà lấy trứng, chế độ dinh dưỡng và cách bảo quản trứng (Kopec et al.,
2005; Swierczewska et al, 2003). Thực hiện sự miễn dịch đối với gia cầm chuẩn bị cho
quá trình giao phối có khả năng tăng hoạt tính của Lysozyme (Swierczewska et al.,
2005).
2.2.4.1. Khả năng tiêu diệt vi sinh vật
Lysozyme có khả năng diệt vi
khuẩn bằng cách thủy phân liên kết
β(1,4) giữa N-acetylmuraminic acid
và N-acetylglucosamine của
peptidoglycan, thành phần cấu trúc
của vách tế bào vi khuẩn (Salton,
1957), đã được nghiên cứu và ứng
dụng như là một chất bảo quản thực
phẩm tự nhiên (Hughey, 1987;
Losso, 2000). Lysozyme diệt vi khuẩn Gram dương như Bacillus stearothermophillus,
Clotridium tyrobutyricum và Clostridium thermosaccharolyticum. Ngoài ra, Lysozyme
có thể diệt các nhóm sinh vật gây hại và vi sinh vật gây bệnh cho cây trồng khi
Lysoyzme kết hợp với EDTA, acid hữu cơ hoặc nicin (Losso, 2000). Tương tự, sự liên
kết Lysozyme-polysaccharide cũng được nghiên cứu mở rộng để diệt vi khuẩn Gram
âm (Nakamura, 1994). Ibrahim et al. (1994) cũng cho rằng khi perillaldehyde kết hợp
Hình 11. Sự thủy phân vi khuẩn
(*Nguồn: Nichola Jane Lawton, 2006)
Hình 10. Cơ chế hoạt động của Lysozyme
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 9 Viện NC & PT Công nghệ sinh học
với Lysozyme có khả năng chống lại cả vi khuẩn Gram dương (Staphylococcus
aureus) và vi khuẩn Gram âm (Escherichia coli).
Nhiều nghiên cứu cho rằng tính diệt vi khuẩn của Lysozyme không phụ thuộc
vào chức năng xúc tác của Lysozyme (Ibrahim, 2001). Sự thủy phân của Lysozyme
cho thấy một vài đoạn ngắn peptide có khả năng diệt vi khuẩn (Pellegrini, 1997). Các
peptide này tương ứng với acid amin ở vị trí 98-112 (Pellegrini, 2000), 98-108 và 15-
21 (Mine, 2004) có hoạt tính diệt vi khuẩn như E. coli và S. aureus, các chuỗi peptide
được tổng hợp này không những phá hủy màng tế bào và còn ngăn chặn sự tổng hợp
DNA và RNA. Ngoài ra có khả năng ngăn chặn chu trình tan tế bào vi khuẩn có nội
độc tố do kháng sinh gây ra. Điều này được ứng dụng trong việc ngăn chặn nội độc tố
từ vi khuẩn Gram âm trong điều trị bằng kháng sinh (Liang, 2003).
Lysozyme đã được chứng minh về hoạt tính chống virus. Nhiều nghiên cứu ứng
dụng mang tính cấp thiết của Lysozyme được tìm thấy có hiệu quả trong ngăn chặn
nhiều virus lây nhiễm qua da gồm bệnh mụn gộp và thủy đậu (Sava, 1996). Lee-Huang
(1999) phát hiện Lysozyme từ lòng trắng trứng gà cũng có hoạt tính chống HIV loại I.
2.2.4.2. Hoạt tính điều biến miễn dịch
Lysozyme còn hoạt động như là tác nhân có khả năng điều biến kháng nguyên và
tác nhân kích thích miễn dịch. Khi kết hợp với liệu pháp miễn dịch thì Lysozyme có
hiệu quả trong điều trị bệnh viêm xoang và ổn định sự phản ứng của thể dịch và tế bào
của người bệnh viêm cuống phổi. Lysozyme làm tăng hoạt tính kháng sinh trong các tế
bào lai và tế bào lympho (Sava, 1996). Ngoài ra, hoạt tính kháng khuẩn của Lysozyme
có thể xảy ra thông qua kích hoạt chức năng của đại thực bào.
2.2.4.3. Hoạt tính chống ung thƣ
Lysozyme đã được nghiên cứu mở rộng như tác nhân chống ung thư và cho thấy
khả năng ngăn chặn sự hình thành và phát triển khối u trong phòng thí nghiệm vô trùng
và trên cơ thể sống khi thực hiện các thí nghiệm liên quan đến các khối u như tế bào ung
thư phổi (Sava, 1989; Pacor, 1999). Hoạt tính này nâng cao hiệu quả trong quá trình hóa
trị (Sava, 1995; Shcherbakova, 2002) và có hiệu quả trên chuột (Das, 1992). Bằng
chứng cho thấy hiệu quả chống lại ung thư của Lysozyme có lẽ phụ thuộc nhiều phản
ứng miễn dịch của tế bào chủ, bao gồm hoạt hóa của đại thực bào (Sava, 1991).
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 10 Viện NC & PT Công nghệ sinh học
2.2.5. Các yếu tố ảnh hƣởng đến hoạt tính Lysozyme
2.2.5.1. Nhiệt độ
Flemming (1922) cho thấy khả năng thủy phân vi khuẩn của Lysozyme bị ảnh
hưởng bởi nhiệt độ và liên quan đến khả năng chịu nhiệt của enzyme. Lysozyme từ
lòng trắng trứng, nước mắt hoặc mô tế bào bị bất hoạt ở 75
0
C trong 30 phút. Bordet
(1928) cho rằng Lysozyme trong dung dịch acid acetic 2% vẫn còn hoạt tính ở 100
0
C
trong 45 phút nhưng ở môi trường trung tính thì enzyme này bị mất hoàn toàn hoạt
tính ở 100
0
C trong 45 phút. Sandow (1926) cho rằng khả năng chịu nhiệt của
Lysozyme thay đổi theo độ pH. Lysozyme từ lòng trắng trứng bị bất hoạt trong 15
phút ở nhiệt độ 60
0
C và pH 8,0, nhưng tại nhiệt độ này và pH 5,0, trong khoảng thời
gian 60 phút thì enzyme không mất hoạt tính.
Khả năng chịu nhiệt của Lysozyme là một đặc điểm rất quan trọng. Lysozyme ở
nồng độ thấp trong đệm phosphate mất 5% hoạt tính ở 80
0
C trong 30 phút và 25% ở
100
0
C trong 20 phút. Lysozyme khi hòa tan với đệm trung tính hoặc đệm acid có khả
năng chịu nhiệt tốt lên tới 100
0
C trong 30 phút. Lysozyme mất hoàn toàn hoạt tính ở
pH > 7 và ở nhiệt độ cao (Smolelis và Hartsell, 1951).
2.2.5.2. Độ pH
Độ pH tối ưu để diệt vi khuẩn Microccocus lysodeikticus là pH 6,2 (Boasson,
1938), pH từ 6,05 đến 6,35 (Thompson, 1941), pH 6,5 (Wilson, 1950) và pH 5,3
(Meyer và Hahnel, 1946).
Nồng độ ion H
+
tối ưu để diệt vi khuẩn ở pH 6,6, quá trình diệt vi khuẩn giảm ở
pH > 7,0 và pH < 6,2 (Smolelis và Hartsell, 1951).
2.2.5.3. Nồng độ muối
Lysozyme khi cho vào cơ chất vi khuẩn M. lysodeikticus trong môi trường nước
thì Lysozyme không thủy phân được vi khuẩn. Khi sử dụng saline như môi trường phản
ứng thì Lysoysme thủy phân vi khuẩn. Fleming và Allison (1922) cho rằng Sodium
chloride 0,5% làm tăng quá trình thủy phân vi khuẩn nhưng ở nồng độ cao hơn thì quá
trình bị kìm hãm. Boasson (1938) cho rằng nồng độ chất điện phân cao gây ra quá trình
kiềm hãm. Ngoài ra, Boasson cũng phát hiện rằng hóa trị của ion trong dung dịch pha
loãng có tương quan đến quá trình kiềm hãm, hóa trị càng cao thì quá trình kiềm hãm
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 11 Viện NC & PT Công nghệ sinh học
tăng. Feiner et al. (1946) cho rằng quá trình thủy phân vi khuẩn tăng lên khi thêm vào
các chất như ferrous sulfate, sodium arsenate, tyrothricin.
2.2.6. Ứng dụng của Lysozyme
2.2.6.1. Trong sản xuất phô mai
Lysozyme ngăn chặn hiện tượng “late blowing”, đây là hiện tượng trương phồng
do khí CO
2
trong quá trình lên men butyric ở quá trình chín phô mai. Hiện tượng này
làm cho phô mai hình thành những lỗ không đều ảnh hưởng đến mùi vị và phá vỡ cấu
trúc phô mai.
Lysozyme có hiệu quả tiêu diệt vi khuẩn Clostridium tyrobutyricum, những vi khuẩn
này có khả năng tồn tại ở nhiệt độ sản xuất phô mai và chúng có thể gây ra hiện tương
“late blowing”. Với việc sử dụng Lysozyme trong sữa, quá trình sản xuất phô mai được
thực hiện mà không xảy ra hiện tượng “late blowing” (Daniela Bassi, 2013).
2.2.6.2. Trong sản xuất rƣợu vang
Lysozyme được sử dụng trong quá trình làm vang rượu để ngăn chặn những vi
sinh vật gây hư hỏng như vi khuẩn Gram dương, kiềm hãm quá trình lên men
malolactic (MLF). Lysozyme có hiệu quả đối với vang đỏ trong vòng 1 đến 3 ngày.
Ngược lại, Lysoyzme có thể duy trì hoạt tính trong 6 tháng đối với vang trắng
(Bartowsky et al., 2004). Lysozyme không thể thay thế được sulfur dioxide (SO
2
) vì
không thể ngăn chặn được sự nhiễm vi khuẩn gây hư hỏng như Acetobacter hoặc
Brettanomyces. Lysozyme rất quan trọng trong việc kiểm soát những sản phẩm không
tốt cho rượu vang và sự hiện diện của vi sinh gây hư hỏng. Nó không ảnh hưởng
những loài nấm men. Lysoyzme có thể được sử dụng trong rượu vang với nồng độ lên
tới 500 mg/L.
2.2.6.3. Trong lĩnh vực y dƣợc
Hiện nay, Lysozyme có mặt trong những thành phần thuốc như: Lysozym 90mg,
LZ 90-Lysozyme, Numazym (Lysozyme chloride 90mg)… Tác dụng của thuốc chứa
Lysozyme như: kháng viêm bằng cách bất hoạt các yếu tố gây viêm, tiêu diệt vi khuẩn
Gram dương do phân giải thành peptidoglycan, kháng virus do tạo phức hợp với virus
ngăn chặn sự xâm nhập của virus qua màng tế bào, củng cố hệ thống miễn dịch.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 12 Viện NC & PT Công nghệ sinh học
2.3. Các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về enzyme Lysozyme
2.3.1. Trong nƣớc
Bộ môn Vi sinh Trường Đại học Y Dược TP.HCM (2002) đã nghiên cứu thành
công việc tách chiết Lysozyme từ lòng trắng trứng gà. Sau thành công của nghiên cứu
này, xí nghiệp dược phẩm Trung ương 26 đã đặt vấn đề sử dụng chất Lysozyme chiết
tách từ lòng trắng trứng cho sản xuất thuốc dạng viên.
Võ Minh Sơn và cộng sự (2013) đã thực hiện nghiên cứu nhằm đánh giá hoạt tính
của Lysozyme của cá tra sau khi lây nhiễm Edwardsiella ictaluri Gly09M sau khi cho
ăn thức ăn trộn vi khuẩn có chủng Bacillus circulans B3, B. subtilis N26.3, và
Pediococcus acidilactici LA61 và hỗn hợp 3 chủng. Kết quả là hoạt tính Lysozyme
trong huyết thanh của cá tra được cho ăn thức ăn trộn với LA61 và hỗn hợp tăng cao
khác biệt có ý nghĩa so với đối chứng và tăng 1,6 và 2,3 lần so với đối chứng sau 4
tuần cho ăn, theo thứ tự. Trong đó hoạt tính Lysozyme ở nghiệm thức hỗn hợp (7,14 ±
0,17 µg/ml) tăng cao khác biệt có ý nghĩa (p<0,05).
Huỳnh Trường Giang và cộng sự (2010) đã nghiên cứu vai trò các peptide kháng
khuẩn trong hệ miễn dịch của tôm biển. Lysozyme là một trong 8 loại peptide kháng
khuẩn có ở tôm biển. Lysozyme tham gia vào quá trình làm tan các nhóm vi khuẩn
gram âm và dương.
2.3.2. Ngoài nƣớc
Salton (1957) đã nghiên cứu đặc điểm và khả năng tác động lên vi sinh vật. Kết
quả cho thấy đặc điểm của Lysozyme được định nghĩa dựa trên ba thí nghiệm: 1. Sự
giảm độ đục của thành vi khuẩn; 2. Giải phóng nhiều đường có gốc aldehyde; 3. Giải
phóng các acetylamino của glucosamine và hexosamine. Sự chứng minh với 3 thí
nghiệm này là bằng chứng tốt để đánh giá Lysozyme.
Hughley (1987) đã thực hiện nghiên cứu về hoạt tính tiêu diệt vi khuẩn của
Lysozyme đối với vi sinh vật gây hỏng thực phẩm và vi sinh vật gây bệnh được truyền
qua thực phẩm. Kết quả là Lysozyme đã tiêu diệt những vi khuẩn gây bệnh qua thực
phẩm như Clostridium botilinum và Listeria monocytogenes, tiêu diệt các vi sinh vật
gây hư hỏng thực phẩm như Clostridium thermosaccharolyticum, Bacillus
stearothermophilus và Clostridium tyrobutyricum. Nhiều loài vi sinh vật gây ngộ độc
thực phẩm được phân lập như: Bacillus cereus, Clostridium perfringens,
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 - 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 13 Viện NC & PT Công nghệ sinh học
Staphylococcus aureus, Campylobacter jejuni, Escherichia coli, Salmonella
typhimurium và Yersinia enterocolitica cũng được tiêu diệt bởi Lysozyme.
Pellegrini (1992) đã nghiên cứu đặc điểm tiêu diệt vi khuẩn của Lysozyme và
aprotinin chống lại vi khuẩn Gram dương và vi khuẩn Gram âm. Kết quả cho thấy rằng
đặc điểm của Aprotinin từ bò và Lysozyme từ lòng trắng trứng gà, khi ủ với nhiều loại
vi khuẩn với Lysozyme hoặc Aprotinin tiêu diệt được vi khuẩn Gram âm cũng như vi
khuẩn Gram dương mà không kết hợp với EDTA. Sự biết tính 2 protein này bởi
dithiothreitol không dẫn tới sự mất hoạt tính tiêu diệt vi khuẩn. Quan sát trên kính hiển
vi điện tử cho thấy khi ủ Lysozyme hoặc Aprotinin với Escherichia coli bị làm tan tế
bào chất.
Sava (1996) đã nghiên cứu về phương diện y học và ứng dụng của Lysozyme.
Kết quả là hiệu quả liệu pháp của Lysozyme được dựa trên khả năng kiểm soát của vi
khuẩn và điều chỉnh miễn dịch của vật chủ chống lại sự gây nhiễm và giảm tính miễn
dịch. Hiện tại, những số liệu cho thấy sự ngăn chặn vi khuẩn gây ung thư và điều trị
với bệnh nhân ung thư để cải thiện sự hiệu quả của thuốc điều trị ung thư cho phép vật
chủ hồi phục từ việc mất miễn dịch bởi điều trị chống ung thư. Tuy nhiên, Lysozyme
không được công nhận như là tác nhân điều chỉnh miễn dịch; mặc dù thực tế cho thấy
có khả năng điều chỉnh miễn dịch không khác biệt giữa thí nghiệm trên động vật và
người. Hy vọng rằng bác sĩ tìm hiểu tiềm năng của Lysozyme và họ tận dụng sự tồn tại
của phân tử đơn giản và hữu dụng này.
Lee-Huang (1999) nghiên cứu Lysozyme và RNases là thành phần chống HIV từ
nội tiết tố Human chorionic gonadotropin. Kết quả là trình tự amino acid của một
protein được cho là Lysozyme C, hai protein khác là RNAase A và RNAase U. Họ kết
luận rằng những protein này là AVL (antiviral Lysozyme) và AVR (antiviral
RNAase). Thêm vào sự chặn HIV-1, AVL có khả năng thủy phân Microccoccus
lysodeikticus, AVR phá hủy các RNA bao gồm RNA từ tế bào HIV-1. Họ cũng tìm
thấy Lysozyme từ lòng trắng trứng gà, sữa người, bạch cầu ở người và RNase A từ
tuyến tụy của bò, cũng có khả năng chống lại HIV-1.
Mine (2004) đã nghiên cứu các đoạn peptide tiêu diệt vi khuẩn bởi enzyme thủy
phân Lysozyme từ lòng trắng trứng gà. Kết quả cho thấy rằng đoạn peptide với trình tự
Ile-Val-Ser-Asp-Gly-Asp-Gly-Met-Asn-Ala-Trp có khả năng tiêu diệt vi khuẩn Gram