Đặc điểm của gen isoflavone synthase 1 phân lập từ hai giống đậu tương ĐT26 và ĐT84 (LV thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

HÀ THU NGA

ĐẶC ĐIỂM CỦA GEN ISOFLAVONE SYNTHASE (IFS1)
PHÂN LẬP TỪ HAI GIỐNG ĐẬU TƢƠNG ĐT26 và ĐT84

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

THÁI NGUYÊN - 2016

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

HÀ THU NGA

ĐẶC ĐIỂM CỦA GEN ISOFLAVONE SYNTHASE (IFS1)
PHÂN LẬP TỪ HAI GIỐNG ĐẬU TƢƠNG ĐT26 và ĐT84
Chuyên ngành : Di truyền ho ̣c
Mã số: 60.42.01.21

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa ho ̣c : GS.TS. Chu Hoàng Mâ ̣u

Thái nguyên, 4- 2016

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản luận văn là công trình nghiên cứu của tôi dƣới sự
hƣớng dẫn của GS.TS. Chu Hoàng Mậu. Các số liệu, kết quả trong luận văn là
trung thực và chƣa đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Mọi thông
tin trích dẫn trong luận văn này đã đƣợc ghi rõ nguồn gốc.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những kế t quả trong luận văn này .
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2016
Tác giả luận văn

Hà Thu Nga

i


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS .TS. Chu Hoàng Mậu đã tận tình
chỉ bảo, hƣớng dẫn trong suốt thời gian nghiên cứu , thực hiện và hoàn thành bản
luận văn tha ̣c sỹ sinh ho ̣c này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Bô ̣ môn Di truyề n

&Sinh học

hiê ̣n đa ̣i, Khoa Sinh ho ̣c , trƣờng Đại học sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong thời gian học tập cũng nhƣ thực hiện
đề tài luâ ̣n văn tha ̣c si .̃
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Lê Văn Sơn và các cán bộ Phòng Công
nghệ DNA ứng dụng, Viện Công nghệ Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ tốt nhất để tôi có thể hoàn thành đề tài
nghiên cứu này.

Cuối cùng, tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, đồng
nghiệp và bạn bè đã luôn động viên, khích lệ, chia sẻ khó khăn cùng tôi trong suốt
quá trình học tập và nghiên cứu hoàn thiện luận văn này.
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2016
Tác giả luận văn

Hà Thu Nga

ii


MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ............................................................................................................... iii
DANH MỤC NHƢ̃ NG TƢ̀ VÀ CHƢ̃ VIẾT TẮT .................................................... iv
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................v
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................. vi
MỞ ĐẦU...................................................................................................................1
1. Đặt vấn đề ..............................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu...............................................................................................2
3. Nội dung nghiên cứu ..............................................................................................2
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀ I LIỆU ......................................................................3
1.1. CÂY ĐẬU TƢƠNG ............................................................................................3
1.1.1. Nguồ n gốc, phân loại học và đặc điểm sinh học của cây đậu tƣơng ..................3
1.1.2. Thành phần hóa học trong hạt đậu tƣơng ..........................................................4
1.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA ISOFLAVONE .....................................................................11
1.2.1. Cấu trúc và thành phần cơ bản của isoflavone ................................................11
1.2.2. Cơ chế hoạt động và chƣ́c năng của isoflavone ...............................................13

1.3. CHUYỂN HÓA ISOFLAVONE VÀ GEN MÃ HÓA ISOFLAVONE
SYNTHASE ............................................................................................................14
1.3.1. Chu triǹ h chuyể n hóa isoflavone trong hạt đậu tƣơng .....................................14
1.3.2. Con đƣờng sinh tổng hợp isoflavone ..............................................................15
1.3.3. Isoflavone synthase và gen mã hó a IFS ..........................................................16
Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP .......................................................19
2.1. VẬT LIỆU , HÓA CHẤT, THIẾT BI ̣VÀ ĐIẠ ĐIỂM NGHIÊN CƢ́U ...............19
2.1.1. Vật liệu...........................................................................................................19
2.1.2. Hóa chất .........................................................................................................20
2.1.3. Thiết bị ...........................................................................................................21
2.1.4. Địa điểm nghiên cứu ......................................................................................21

iii


2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CƢ́U ......................................................................21
2.2.1. Phƣơng pháp phân tích hàm lƣợng isoflavone trong các mẫu đậu tƣơng
ĐT26, DT90, DT84..................................................................................................21
2.2.2. Phƣơng pháp tách chiết mRNA tổng số ..........................................................22
2.2.3. Phƣơng pháp nhân bản đoạn mã hóa của gen GmIFS1....................................23
2.2.4. Tách dòng phân tƣ̉ ..........................................................................................25
2.2.5. Phƣơng pháp xác định và phân tích trình tự nucleotide của gen ......................28
2.2.6. Phân tić h và xƣ̉ lý dƣ̃ liê ̣u ...............................................................................28
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..............................................................29
3.1. HÀM LƢỢNG ISOFLAVONE TRONG HẠT NẢY MẦM CỦA BA
GIỐNG ĐẬU TƢƠNGĐT26, ĐT90, ĐT84 .............................................................29
3.2. TÁCH DÒNG VÀ XÁC ĐỊNH TRÌNH TỰ NUCLEOTIDE CỦ A GEN
GmIFS TƢ̀ mRNA CỦA ĐẬU TƢƠNG ..................................................................32
3.2.1. Thiết kế cặp mồi PCR và nhân bản gen GmIFS ..............................................32
3.2.2. Tách dòng phân tử đoạn mã hóa của gen GmIFS trong E.coli .........................34

3.2.3. Trình tự gen GmIFS phân lâ ̣p tƣ̀ hai giố ng đâ ̣u tƣơng ĐT26 và ĐT84.............35
3.3. SƢ̣ ĐA DẠNG VỀ TRÌNH TƢ̣ NUCLEOTIDE VÀ AMINO ACID SUY
DIỄN CỦA GEN GmIFS1 .......................................................................................42
3.3.1. Sƣ̣ đa da ̣ng về triǹ h tƣ̣ nucleotide của gen GmIFS1 ........................................42
3.3.2. Sƣ̣ đa da ̣ng về trình tƣ̣ amino acid suy diễn của gen GmIFS1 .........................44
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHI ̣....................................................................................47
1. Kế t luâ ̣n ...............................................................................................................47
2. Đề nghi ................................................................................................................
47
̣
CÔNG TRÌ NH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN ...............................48
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................49

iv


DANH MỤC NHƢ̃ NG TƢ̀ VÀ CHƢ̃ VIẾT TẮT
cs

: cộng sự

bp

: base pair (cặp bazơ)

kb

: kilo base

kDa

: kilo Dalton

DEPC

: diethyl pyrocarbonate

DNA

: deoxyribosenucleic acid

dNTP

: deoxynucleoside triphosphate

cDNA

: complementary DNA

mRNA

: messenger ribonucleic acid

IFS

: Isflavone synthase

PCR

: Polymerase chain reaction (Phản ứng chuỗi trùng hợp)

RNA

: Ribonucleic acid

TAE

: Tris-acetate-EDTA

X-gal

: 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galacto-pyranoside

E. coli

: Escherichia coli

iv


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Thành phần của phản ứng tổng hợp cDNA ...............................................23
Bảng 2.2. Trình tự các cặp mồi PCR sƣ̉ du ̣ng trong nghiên cƣ́u ................................23
Bảng 2.3. Thành phần của phản ứng PCR ................................................................24
Bảng 2.4. Chu kỳ nhiệt cho phản ứng PCR ..............................................................24
Bảng 2.5. Thành phần phản ứng nối gen GmIFS1 vào vector pBT ...........................26
Bảng 3.1. Hàm lƣợng daidzein , genistein và isoflavo ne trong ha ̣t nảy mầ m 3
ngày tuổi của 3 giố ng đâ ̣u tƣơng ĐT26, ĐT90 và ĐT84. .........................31
Bảng 3.2. Sự sai khác về trình tự nucleotide của gen GmIFS1 giƣ̃a các giống
đậu tƣơng ĐT26, ĐT84 và NM_001249093 ............................................39

Bảng 3.3. Các vị trí sai khác trong trình tự amino acid suy diễn từ gen GmIFS1
giƣ̃a ba giố ng đâ ̣u tƣơng ĐT26, ĐT84, NM_001249093 .........................41
Bảng 3.4. Trình tự gen GmIFS1 của giống đậu tƣơng ĐT26, ĐT84 và các trình tự
có mã số trên Ngân hàng gen quốc tế đƣợc sử dụng trong phân tích
............43
Bảng 3.5. Hê ̣ số tƣơng đồ ng và hê ̣ số phân ly của các giố ng đâ ̣u tƣơng dƣ̣a trên
trình tự nucleotide của gen GmIFS1 ........................................................44
Bảng 3.6. Hê ̣ số tƣơng đồ ng và hê ̣ số phân ly của các giố ng đâ ̣u tƣơng dƣ̣a trên
trình tự amino acid suy diễn của gen GmIFS1 .........................................45

v


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc hoá học của các aglucone ...........................................................12
Hình 1.2. Cấu trúc hoá học của các ß-glucoside .......................................................12
Hình 1.3. Con đƣờng sinh tổ ng hơ ̣p isoflavone (Phản ứng xúc tác bởi enzym
IFS màu xanh dƣơng) [14] ......................................................................16
Hình 2.1. Sơ đồ vector pBT......................................................................................26
Hình 3.1. Hình ảnh hạt đậu tƣơngnảy mầm 3 ngày tuổi đƣợc sử dụng chiết rút
daidzein và genistein. A. ĐT26, B: ĐT90, C: ĐT84 ................................29
Hình 3.2. Sắ c ký đồ phân tić h daidzein , genistein tƣ̀ ha ̣t nảy mầ m 3 ngày tuổi
của các giống đậu tƣơng. A: ĐT26, B: ĐT90, C: ĐT84. .........................30
Hình 3.3. Biể u đồ so sánh hàm lƣơ ̣ng daidzein và genistein trong ha ̣t nảy mầ m
giƣ̃a ba giố ng đâ ̣u tƣơngĐT 26, ĐT90, ĐT84 (mg/100 g). Thanh
đƣ́ng trên mỗi cột biểu đồ biểu thị sai số chuẩ n ( x  S x ) .........................32
Hình 3.4. Kế t quả điê ̣n di kiể m tra sản phẩ m PCR nhân gen

GmIFS tƣ̀ hai

giố ng đâ ̣u tƣơng ĐT26 và ĐT84. .............................................................34
Hình 3.5. A: Kết quả điện di kiểm tra sản phẩm colony

-PCR với că ̣p mồ i

SoyIFS-NcoI-F/ SoyIFS-NotI-R từ 4 dòng khuẩn lạc có kiể u hình
trắ ng đƣơ ̣c lƣ̣a cho ̣n ngẫu nhiên . M: thang DNA 1 kb; giế ng 1, 2:
ĐT26; giế ng 3,4: ĐT84. ..........................................................................35
Hình 3.6 Trình tự nucleotide của gen GmIFS1 phân lâ ̣p tƣ̀ hai giố ng đâ ̣u tƣơng
ĐT26 và ĐT84 so với trình tƣ̣ gen IFS1 của giống đậu tƣơng mang
mã số NM_001249093 trên Ngân hàng Gen. ...........................................37
Hình 3.7. Trình tự amino acid suy diễn từ gen GmIFS
giố ng đâ ̣u tƣơng ĐT

26, ĐT84 và từ gen IFS

1 phân lâ ̣p tƣ̀ hai
1 mang mã số

NM_001249093 trên Ngân hàng Gen ....................................................40
Hình 3.8. Vị trí của gen GmIFS1 phân lâ ̣p tƣ̀ hai giố ng đâ ̣u tƣơng ĐT 26 và
ĐT84 .......................................................................................................42
Hình 3.9. Sơ đồ hình cây mô tả mối quan hệ của mô ̣t số giống đậu tƣơng dƣ̣a
trên trình tự nucleotide của gen GmIFS1. ................................................44
Hình 3.10. Sơ đồ hình cây mô tả mối quan hệ của mô ̣t số giống đậu tƣơng dƣ̣a
trên trình tự amino acid suy diễn của gen GmIFS1 ..................................46

vi

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Đậu tƣơng có tên khoa học là Glycine max (L.) Merill, thuộc chi Glycine,
họ đậu (Fabaceae) đƣơ ̣c trồ ng phổ biế n ở Viê ̣t Nam và trên thế giới . Sản phẩm từ
cây đâ ̣u tƣơng rấ t đa da ̣ng nhƣ dùng trực tiếp hạt thô hoặc chế biến thành đậu phụ,
ép thành dầu đậu tƣơng, nƣớc tƣơng, làm bánh kẹo, sữa đậu tƣơng, okara... đáp
ứng nhu cầu đạm trong khẩu phần ăn hàng ngày của ngƣời cũng nhƣ gia súc [6].
Hạt đậu tƣơng có hàm lƣợng protein cao , từ 20-40%, dễ tan và chứa hầu hết các
loại amino acid cần thiết cho cơ thể con ngƣời

. Cây đâ ̣u tƣơng ngày càng đƣơ ̣c

quan tâm nhiề u do trong thành phầ n có chƣ́a dƣơ ̣c

chấ t isoflavone . Đây là chấ t

chố ng oxy hóa ma ̣nh , ngăn chă ̣n các gố c tƣ̣ do , hỗ trơ ̣ miễn dich
̣ và giảm nguy cơ
mắ c bê ̣nh tim ma ̣ch ở ngƣời [26], [6].
Đậu tƣơng giờ đây không chỉ là cây thực phẩm mà đã và đang đƣợc nghiên
cứu dƣới vai trò là cây dƣợc phẩm. Theo những nghiên cứu cho thấy, ngoài hàm
lƣợng protein và lipid cao trong đậu tƣơng còn chứa nhiều khoáng chất, các
vitamin và đặc biệt là các hoá chất thảo mộc nhƣ: lecithin, saponin, trypsin
inhibitor, lectin, phenolic acid, omega-3 fatty acid,… và hiện nay isoflavone đang
đƣợc quan tâm nhiều nhất , vì isoflavone có cấu trúc tƣơng tự nhƣ hormone kích
thích tố sinh dục phái nữ (female hormone estrogen) và hoạt động giống nhƣ
estrogen. Isoflavone kiểm soát quá trình tƣơng tác giữa cây và vi sinh vật , điều
chỉnh hormone , kích thích tố sản xuấ t estrogen , do vâ ̣y có thể cải thiện các hội
chứng tiền mãn kinh và chố ng loañ g xƣơng ở phụ nữ mãn kinh . Isoflavone cũng là
chất chống oxy hóa mạnh, có thể làm giảm nguy cơ ung thƣ bằng cách ngăn chặn

các gốc tự do , trong đó genistein là chất chống oxy hóa mạnh nhất trong số các
isoflavone, tiếp theo là daidzein. Isoflavone làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch ở
ngƣời bằng cách làm giảm nồng độ LDL -cholesterol huyết thanh. Isoflavone còn là
chấ t hỗ trợ miễn dịch [25], [31], [33], [39].
1


Tuy nhiên, hàm lƣợng isoflavone trong đậu tƣơng thấ p , trong khoảng từ 50
- 3000 µg/g và tồn tại ở hai dạng chính là glycoside và aglucone. Dạng glycoside
có trọng lƣợng phân tử lớn, chiếm tới trên 90% isoflavone tổng số đƣợc cho là hấp
thụ hạn chế trong hệ tiêu hóa ngƣời , trong khi đó , dạng aglucone đƣợc hấp thụ
nhanh hơn, nhƣng hàm lƣơ ̣ng la ̣i rất thấp , chỉ chiếm từ 1% - 5% isoflavone tổng
số. Isoflavone trong đâ ̣u tƣơng bao gồ m daidzein, genistein và glycitein đƣợc tổng
hợp thông qua con đƣờng phenypropanoid , đƣợc thay đổi bởi các enzyme đặc hiệu
và chứa trong không bào . Isoflavone synthase (IFS) và chalcone isomarase (CHI)
là hai enzyme chìa khóa tham gia vào phản ứng tổng hợp genistein và daidzein
[21]. Tác động làm tăng cƣờng hoạt động của hai loại enzyme này bằng công nghệ
gen là giải pháp cải thiê ̣n hàm lƣơ ̣ng isoflavone trong đâ ̣u tƣơng
nhƣ̃ng cơ sở đó chúng tôi đã xây dƣ̣ng và tiế n hành đề tài “

. Xuấ t phát tƣ̀

Đặc điểm của gen

isoflavone synthase 1 phân lập từ hai giố ng đậu tương ĐT26 và ĐT84”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Phân tích đƣơ ̣c đă ̣c điể m của gen GmIFS1 phân lâ ̣p tƣ̀ mRNA của hai giống
đậu tƣơng khác nhau về hàm lƣơ ̣ng isoflavone trong ha ̣t nảy mầ m .
3. Nội dung nghiên cứu
3.1. So sánh hàm lƣơ ̣ng genistein và daidzein của ba giố ng đâ ̣u tƣơng trồ ng phổ

biế n ở miề n Bắ c Viê ̣t Nam ĐT 26, ĐT90, ĐT84.
3.2. Nghiên cƣ́u thông tin , nhân bản và tách dòng , xác định trình tự nucleotide của
gen GmIFS1 tƣ̀ mRNA của cây đâ ̣u tƣơng . Phân tić h đă ̣c điể m trin
̀ h tƣ̣ nucleotide
và trình tự amino acid suy diễn của gen GmIFS1.
3.3. Phân tić h tiń h đa da ̣ng trong trin
̀ h tƣ̣ nucleotide và trin
̀ h tƣ̣ amino acid suy
diễn của gen GmIFS1.

2


Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀ I LIỆU
1.1. CÂY ĐẬU TƢƠNG

1.1.1. Nguồ n gốc, phân loại học và đặc điểm sinh học của cây đậu tƣơng
Đậu tƣơng có tên khoa học là Glycine max (L.) Merill, thuộc chi Glycine,
họ đậu (Fabaceae), bộ Fabales, lớp Magnoliopsida, ngành Magnoliophyta, giới
Plantae. Đậu tƣơng có thể đƣợc phân loại theo đặc điểm thực vật học, theo thời
gian sinh trƣởng và theo thời vụ. Fukuda (1933) và nhiều nhà khoa học đã thống
nhất cây đậu tƣơng có nguồn gốc từ vùng Mãn Châu (Trung Quốc) xuất phát từ
một loại đậu tƣơng dại, thân mảnh, dạng dây leo, có tên khoa học là Glycile Soja
Sieb và Zucc. Từ Trung Quốc đậu tƣơng đƣợc lan truyền sang các nƣớc Đông
Nam châu Á và dần lan rộng trên khắp thế giới. Ngày nay, cây đậu tƣơng đã trở
nên phổ biến và đƣợc trồng ở rất nhiều nƣớc trên thế giới, trở thành cây thực phẩm
có giá trị kinh tế cao, quan trọng nhất trong các loại cây thuộc họ đậu, nhờ vào
những đặc điểm ƣu việt vƣợt trội so với các loại cây đậu khác, nhƣ hàm lƣợng
isoflavone, protein, lipit, nhiều vitamin, các khoáng chất và nhiều loại hoá chất
thảo mộc có lợi cho sức khoẻ con ngƣời.

Quê hƣơng của đậu tƣơng ở châu Á , nhƣng 45% diện tích trồng đậu tƣơng
và 55% sản lƣợng đậu tƣơng của thế giới nằm ở Mỹ. Đậu tƣơng là một trong số
các cây thƣ̣c phẩ m đã có nhiều giống đƣợ c biến đổ i di truyền (GMO) nhằm tăng
năng suất. Hiện nay, khoảng 80% lƣợng đậu tƣơng đƣợc trồng phục vụ thƣơng
mại đều là GMO [23].
Hình thái
Cây đậu tƣơng thuộc loại cây thân thảo, thân có hình tròn, trên thân có
nhiều lông nhỏ, đây là loại cây trồng cạn thu hạt. Một số đặc điểm hình thái bên
ngoài của cây đậu tƣơng chúng ta quan sát đƣợc nhƣ sau:
Rễ
Cây có bộ rễ phát triển gồm rễ chính và rễ phụ, trên rễ chính còn mọc ra
nhiều rễ phụ. Bộ rễ của đậu tƣơng có nhiều nốt sần là kết quả cộng sinh với một
loại vi sinh vật hình que có tên khoa học là Rhizobium japonicum.

3


Lá
Cây đậu tƣơng có 3 loại lá là lá mầm, lá nguyên và lá kép. Lá đậu tƣơng
thƣờng mọc so le và có nhiều hình dạng khác nhau nhƣ hình tròn, dài, ô van, trái
xoan, …tùy theo giống. Hạt giống to thì lá mầm chứa nhiều dƣỡng chất nuôi cây
mầm, lá mầm mới mọc có màu vàng hay xanh lục, khi tiếp xúc với ánh sáng thì
chuyển sang màu xanh. Khi hết chất dinh dƣỡng lá mầm sẽ khô héo đi. Lá nguyên
mọc phía trên lá mầm khi cây đƣợc 2-3 ngày. Lá kép mọc so le thƣờng có màu
xanh tƣơi khi già biến thành màu vàng nâu. Trên lá có nhiều long tơ. Các lá có
nhiệm vụ cung cấp dinh dƣỡng cho chùm hoa nằm cạnh nó.
Hoa
Đậu tƣơng là cây có hoa lƣỡng tính, tự thụ phấn. Hoa đậu tƣơng nhỏ, không
hƣơng vị, thuộc loại hoa đồng chu lƣỡng tính trong hoa có nhị và nhụy, mỗi hoa
gồm 5 lá đài, 5 cánh hoa có 10 nhị và 1 nhụy. Màu sắc của hoa thƣờng có màu

tím, tím nhạt hoặc trắng. Cây đậu tƣơng cho nhiều hoa nhƣng tỷ lệ hoa không
thành quả chiếm 20-80%. Cây ra hoa sớm hay muộn, thời gian ra hoa tuỳ thuộc
vào giống và thời vụ gieo do chịu ảnh hƣởng phối hợp của ánh sáng và nhiệt độ.
Quả và hạt
Số quả biến động từ 2 đến 20 quả ở mỗi chùm hoa và có thể đạt tới 400 quả
trên một cây. Một quả chứa từ 1 đến 5 hạt, nhƣng hầu hết các giống quả thƣờng từ
2 đến 3 hạt.Quả thõng, hình lƣỡi liềm, gân bị ép, trên quả có nhiều lông mềm màu
vàng, thắt lại giữa các hạt. Quả đậu tƣơng gồm 2 nửa của lá noãn, nối với nhau ở
phần bụng và lƣng. Hạt đậu tƣơng có nhiều hình dạng khác nhau: hình tròn, hình
bầu dục, tròn dẹt,….Trong hạt, phôi thƣờng chiếm 2%, 2 lá tử điệp chiếm 90% và
vỏ hạt 8% tổng khối lƣợng hạt [2].
1.1.2. Thành phần hóa học trong hạt đậu tƣơng
Theo thống kê, trên toàn thế giới có khoảng trên 1,2 vạn sản phẩm làm từ đậu
tƣơng. Ở Nhật Bản, hàng năm dùng tới 460 - 500 vạn tấn đậu tƣơng (bình quân mỗi
ngƣời ăn khoảng 37 - 40kg) trong đó có khoảng 80% dùng làm dầu ăn và thức ăn
chăn nuôi, 20% dùng làm thực phẩm. Ở Mỹ, ngƣời ta làm ra khoảng 2500 loại thực

4


phẩm từ đậu tƣơng. Các sản phẩm đƣợc tiêu thụ trên thị trƣờng gồm bột đâ ̣u tƣơng
đóng gói, đậu phụ, sữa đâ ̣u tƣơng, sữa chua đâ ̣u tƣơng v.v… [45]. Có ngƣời đã tiên
liệu thế kỷ 21 là thế kỷ của các loại sản phẩm làm từ đậu tƣơng [46].
Theo GS. Đỗ Tất Lợi, toàn cây đậu tƣơng chứa 12% nƣớc, 16% gluxit, 4550% protein, khoảng 25-30% carbohydrates, 6% muối khoáng và các chất khác
không có nitơ [4].
Trong đậu tƣơng có đủ các amino axit thiết yếu nhƣ: isoleucine, leucine,
lysin, metionin, phenylanin, triptophan, valin. Ngoài ra, đậu tƣơng đƣợc coi là một
nguồn cung cấp protein hoàn chỉnh vì chứa một lƣợng đáng kể các amino acid
không thay thế cần thiết cho cơ thể. Trong hạt đậu tƣơng có các thành phần hóa học
sau: Protein, lipid, glucid, có các muối khoáng Ca, Fe, Mg, P, K, Na, S; các vitamin

A, B1,B2,PP D, E, F; các enzyme, sáp, nhựa, cellulose có các loại men tiêu hóa nhƣ
amylase, lipase và protease , chấ t chố ng men trypsine , chất chống đông máu, chất
sinh bƣớu giáp và isoflavone còn gọi là estrogen thực vật làm giảm các bệnh ung
thƣ và những rối loạn ở tuổi mãn kinh. Nhƣ vậy thành phần dinh dƣỡng trong đậu
tƣơng rất đa dạng, phong phú và toàn diện. Hạt cây là thành phần có giá trị sử dụng
nhất vì nó không những chứa đầy đủ các chất dinh dƣỡng cần thiết mà còn tồn tại
các hoá thảo mộc có tác dụng phòng ngừa và trị bệnh đặc biệt là các căn bệnh thời
đại nhƣ: bệnh ung thƣ, các bệnh liên quan đến tim mạch [3], [19].
Protein
Protein là thành phần dinh dƣỡng quan trọng, chúng có mặt trong thành
phần của nhân và chất nguyên sinh của các tế bào. Quá trình sống là sự thoái hóa
và tân tạo thƣờng xuyên của protein.Các thực phẩm làm từ đậu tƣơng đƣợc xem là
một loại "thịt không xƣơng" vì chứa tỷ lệ đạm thực vật dồi dào, có thể thay thế
cho nguồn đạm từ thịt động vật. Thậm chí, lƣợng đạm (protein) trong 100 gr đậu
tƣơng có thể tƣơng đƣơng với lƣợng đạm trong 800 gr thịt bò. Hàm lƣợng protein
trung bình khoảng 35-45% và cao gấp đôi so với các loại đậu khác.
Tại các quốc gia nhƣ Nhật Bản, Trung Quốc, 60% lƣợng đạm tiêu thụ hằng
ngày là do đậu tƣơng cung cấp. Hàm lƣợng chất đạm chứa trong đậu tƣơng cao
hơn nhiều so với lƣợng chất đạm chứa trong các loại đậu khác.

5


Lipit
Thành phần chính của lipit là triglyxerit là những hợp chất hữu cơ phức tạp
gồm rƣợu bậc 3 glyxerol và các axit béo no, chƣa no. Trong hạt đậu tƣơng còn
chứa hàm lƣợng dầu béo cao hơn các loại đậu đỗ khác nên đƣợc coi là cây cung
cấp dầu thực vật. Hàm lƣợng lipid trong đậu tƣơng khoảng 15-20%, lipid của đậu
tƣơng chứa một tỷ lệ các acid béo chƣa no cao gồm: acid oleic có giá trị dinh
dƣỡng là 25-36%, acid linoleic có giá trị dinh dƣỡng là 52-65% và linolenic acid

có giá trị dinh dƣỡng là 2-3%. Nhiều tác giả coi các axit béo chƣa no linoleic,
linolenoic và oleic cùng với các sản phẩm đồng phân của chúng là các axit béo
chƣa no cần thiết vì chúng không tổng hợp đƣợc trong cơ thể.Lipid của đậu tƣơng
chứa một tỷ lệ các acid béo no nhƣ: acid panmitic, acid stearic, acid arachidonic.
photphatit và sterol cũng là những thành phần lipit quan trọng [6], [19].
Gluxit
Gluxit trong đâ ̣u tƣơng chiếm khoảng 15 - 25%. Gồm có mono saccarit, đi
saccarit và poli saccarit.
- Mono saccarit: Glucoza, fructoza, galactoza là các phân tử đơn giản nhất
của gluxit, dễ hấp thu đồng hóa nhất.
- Disaccarit: Saccaroza, lactoza là các phân tử đƣờng kép tiêu biểu. Các
disaccarit khi thủy phân cho 2 phân từ đƣờng đơn. Disaccarit và monosaccarit đều
có vị ngọt.
- Poli saccarit có ảnh hƣởng lớn đến trạng thái và độ đồng hóa hấp thu của
thực phẩm.
Gluxit là sản phẩm ban đầu của quá trình quang hợp và đƣợc dùng làm
"nguyên liệu" để xây dựng tất cả các hợp chất có trong hạt đậu. Trong hạt đậu,
gluxit tự nhiên chủ yếu là xenlulo và hemixenlulo. Lƣợng xenlulo chủ yếu tập
trung ở vỏ.
Vitamin
Hạt đậu tƣơng cũng chứa khá nhiều các loại vitamin, cả tan trong dầu và tan
trong nƣớc, đặc biệt là hàm lƣợng của vitamin B2 và B1. Ngoài ra, trong đậu
tƣơng còn có các loại vitamin nhƣ: PP, A, E, K, C, D,…thiamine (6,25-6,85g/g),

6


riboflavine (0,92-1,19g/g), vitamine E (-tocopherol chiếm 10,9-28,4g/g; tocopherol chiếm 150-190g/g; -tocopherol chiếm 24,6-72,5).
Khoáng
Khoáng là một nhóm các chất cần thiết không sinh năng lƣợng nhƣng giữ

vai trò trong nhiều chức phận quan trọng đối với cơ thể. Cơ thể ngƣời ta có gần 60
nguyên tố hóa học. Một số chất có hàm lƣợng lớn trong cơ thể đƣợc xếp vào nhóm
các yếu tố đa lƣợng (macroelements), số khác có hàm lƣợng nhỏ đƣợc xếp vào
nhóm các vi yếu tố (microelements). Các yếu tố đa lƣợng là Ca (1,5%), P (L%),
Mg (0,05%), K (0,35%), Na (0,15%) ; Các yếu tố vi lƣợng là I, F, Cu, Co, Mn,
Zn... . Trong hạt đậu tƣơng khô chứa khoảng 5% khoáng, với các nguyên tố
khoáng đa lƣợng nhƣ muối của K, P, Mg, S, Ca, Cl, Na. Hàm lƣợng trung bình
của các nguyên tố khoáng này nằm trong khoảng 0,2-2,1%. Những nguyên tố
khoáng vi lƣợng gồm có: Cu, Zn, Fe, Co, Pb, I, Se, Mn, Cd,… Hàm lƣợng của
những nguyên tố khoáng vi lƣợng này dao động khoảng 0,01-140 ppm [6], [19].
Isoflavone
Isoflavone là một loại flavonoid có trong đâ ̣u tƣơng và đặc biệt có hàm
lƣợng cao nhất trong mầm đâ ̣u tƣơng . Isoflavone có 3 loại là: genistein, daidzein
và glycitein (isoflavone aglycone).
Isoflavones trong đâ ̣u tƣơng là một trong những hoá thảo mộc đang đƣợc
các nhà khoa học nghiên cứu nhất vì nó có những tính năng kì diệu chống lại các
tác dụng gây nên chứng ung thƣ liên hệ đến hormone, sử dụng trong điều trị các
triệu chứng mãn kinh phụ nữ nhƣ: bốc hoả, đổ mồ hôi, mất ngủ, lo âu, rối loạn
chức năng tình dục, lão hoá da, bệnh Alzheimer…[28]. Ở Đậu tƣơng, có chứa
nhiều hợp chất isoflavone, nhƣng có lợi nhất là genistein và daidzein. Những hợp
chất tự nhiên còn đƣợc gọi là estrogen thực vật (phytoestrogen) có khối lƣợng
phân tử tƣơng đối lớn, tan tốt trong nƣớc, có tính phân cực cao và đang đƣợc quan
tâm vì lợi ích sức khỏe của nó đem lại [18]
Genistein
Công thức phân tử: C15H10O5 (trọng lƣợng phân tử 270 đvC). Là tinh thể
không màu.

7

Chuyển màu sang vàng sau khi hòa tan trong kiềm, và màu đỏ sậm trong sắt
dung dịch clorua ethanol (III).
Daidzein
Công thức phân tử: C15H10O4 (trọng lƣợng phân tử 254). Là tinh thể không
màu, tan trong methanol, ethanol và acetone. Chuyển màu sang màu vàng sau khi
hòa tan trong kiềm, và phát huỳnh quang bởi tia UV. Phân hủy để tạo thành axit
formic, resorcin, và ρ-hydroxybenzoate với kiềm.
Trong mầm đâ ̣u tƣơn g có chứa nhiều protein và đặc biệt có chứa chất
Isoflavones . Isoflavones có hoạt tính tƣơng tự nhƣ kích thích tố nữ estrogen mà
đã đƣợc nhiều công trình khoa học chứng minh là có tác dụng trong việc điều trị
và ngăn ngừa một số bệnh đặc biệt là sức khỏe của phụ nữ. Isoflavones đâ ̣u tƣơng
là hoạt chất có cơ chế hoạt động và chức năng gần giống nhƣ nội tiết tố estrogen
ngƣời. Vì thế các nhà khoa học còn gọi là estrogen thảo mộc. [47]
Isoflavones đƣợc xem nhƣ là một chất chống oxy hóa. Trong đó genistein,
một Isoflavone có nhiều nhất trong đâ ̣u tƣơng có tác động giúp ức chế một số
bƣớc trong quá trình khởi phát và tạo thành mảng xơ vữa động mạch. Nghiên cứu
của Ruiz-Larrea MB bệnh viện GUY London và cộng sự thực hiện năm 1997
cũng cho thấy genistein là chất có hoạt tính chống oxi hóa mạnh nhất thể hiện ở
khả năng trung hòa các gốc tự do giúp làm chậm quá trình lão hóa da [47].
Chấ t ƣ́c chế protease
Đậu tƣơng có khả năng ngăn cản không cho bệnh ung thƣ phát triển trên
các loài động vật, do tác dụng của chất ƣ́c chế protease . Các nhiều nhà khoa học
đã khảo sát và thử nghiệm chất ƣ́c chế protease . Trong điề u kiê ̣n phòng thí nghiệm
thấy rằng đâ ̣u tƣơng có tác dụng chống lại sự phát triển mầm ung thƣ kết tràng

,

ung thƣ phổi , ung thƣ miệng… [35, 36]. Chấ t ƣ́ c chế protease ngăn ngừa sự tác
động của một số gen di truyền gây nên chứng ung thƣ, bảo vệ các tế bào cơ thể
không cho hƣ hại, gây nên bởi sự tác động của môi trƣờng xung quanh nhƣ tia

nắng phóng xạ và các chất có thể tấn công ADN [28, 37].

8


Phytate
Phytate là một hợp chất khoáng phosphorus và inositon. Các nhà khoa học
đã chứng minh phytate không những có tác dụng ngăn ngừa mầm ung thƣ mà còn
có khả năng ngăn ngừa bệnh tim mạch. Hai nhà nghiên cứu Graf và Eator đã cho
biết phytate bảo vệ chúng ta khỏi bệnh ung thƣ kết tràng, kết quả trong phòng thí
nghiệm cho thấy phytate đã liên tiếp ngăn cản không cho bệnh ung thƣ kết tràng
phát triển và không cho phát sinh mầm ung thƣ vú. Mặt khác phytate có tác dụng
ngăn cản sự hấp thụ sắt trong ruột do đó bảo vệ chúng ta khỏi chứng có quá nhiều
chất sắt vì chất sắt thặng dƣ cũng là một trong những yếu tố nguy hại đến chứng
nhồi máu cơ tim [28, 37].
Phytosteron
Phytosteron có liên hệ với cholesteron, tuy nhiên cholesteron chỉ có nơi các
thực phẩm có nguồn gốc từ thịt động vật còn phytosteron chỉ có trong các thực phẩm
rau đậu. Không giống nhƣ cholesteron, phytosteron có tác dụng ngăn ngừa các bệnh
về tim mạch qua việc dành chỗ thẩm thấu qua ruột của cholesteron để vào máu. Do
đó cholesteron không vào máu đƣợc mà phải bài tiết ra ngoài, lƣợng cholesteron
trong máu giảm, mức độ giảm tuỳ từng cá thể. Phytosteron cũng có khả năng làm
giảm sự phát triển các bƣớu ung thƣ kết tràng và chống lại ung thƣ da [28, 37].
Saponin
Năm 2007 các nhà khoa học Hàn Quốc và Nhật Bản dùng bột đâ ̣u tƣơng
đã khử dầu đem chiết xuất trong metanol, butanol 80%. Dịch chiết sau khi làm
khô trong chân không đƣợc đem định tính bằng sắc kí lớp mỏng, sắc kí lỏng
hiệu năng cao HPLC và xác định cấu trúc bằng cách ghi phổ. Sau khi xác định
thành phần saponin trong đâ ̣u tƣơng , các khoa học gia tiến hành thí nghiệm
thử hoạt tính của saponin trên chuột đực

5 tuần tuổi bằng cách tiêm qua tĩnh

mạch đuôi . Kết quả cho thấy saponin trong đâ ̣u tƣơng có tác dụng ngăn cản sự
di căn của những tế bào ung thƣ. [16] Nhiều công trình nghiên cứu khác đã
chỉ ra, saponin là một loại hoá thảo có đặc tính giống nhƣ antioxydant.
Saponin có khả năng trực tiếp ngăn cản sự phát triển ung thƣ kết tràng đồng
thời làm giảm lƣợng cholesteron trong máu.

9


Axit phenolic
Axit phenolic có kh ả năng chống oxy hoá antioxidant và phòng ngừa các
nhiễm sắc thể ADN khỏi bị tấn công bởi những tế bào ung thƣ [28, 37].
Lecithin
Khi nghiên cứu thành phần hoạt chất trong đâ ̣u tƣơngcác nhà khoa học đã
nhận thấy , đạm chất đâ ̣u tƣơng có chứa

3% lecithin bằng với lƣợng lecithin có

trong lòng đỏ trứng gà. Lecithin là một hoá chất thực vật quan trọng, đóng một vai
trò quyết định trong việc kích thích sự biến dƣỡng ở khắp các tế bào cơ thể.
lecithin có khả năng làm gia tăng trí nhớ bằng cách nuôi dƣỡng tốt các tế bào não
và hệ thần kinh, làm vững chắc các tuyến và tái tạo các mô tế bào cơ thể . Ngoài ra,
lecithin có tác dụng cải thiện hệ thống tuần hoàn , bổ xƣơng và tăng cƣờng sức đề
kháng. Khi hệ thần kinh thiếu năng lƣợng , chất lecithin ở đâ ̣u tƣơng sẽ phục hồi
năng lƣợng đã mất [28, 37].
Browman - Birk inhibitor (BBI)
BBI là một hoá thảo mới nhất tìm thấy trong đâ ̣u tƣơng , có khả năng ngăn

cản tiến trình phát triển mầm ung thƣ. Trong nhiều năm qua, các nhà khoa học đã
thử nghiệm và thành công trên các mẫu tế bào trong ống thí nghiệm và trong các thú
vật qua hai dạng tinh chế PBBI và cô đặc BBIC . Theo báo cáo kết quả tƣờng trình
tại hội nghị khoa học thế giới về vai trò của đâ ̣u tƣơngtrong việc phòng và trị bệnh
(1996) thì PBBI và BBIC đã kiểm soát đƣợc sự phát triển tiến trình ung thƣ miệng,
vú, ruột già, gan, phổi, thực quản cả các tế bào trong ống thử nghiệm lẫn ở các con
chuột bạch và chuột đồng. Hiện nay BBI đã đƣợc dùng trên con ngƣời ở vài trung
tâm nghiên cứu và kết quả sơ bộ rất khả quan [37].
Axit béo mega - 3
Axit béo omega - 3 là loại chất béo không bão hoà có khả năng làm giảm
lƣợng cholesterol xấu LDL đồng thời làm gia tăng lƣợng cholesterol tốt HDL
trong máu. Nhiều nghiên cứu khoa học đã xác nhận tiêu thụ nhiều axit omega - 3
fatty giúp ngăn chặn sự phát triển của các bệnh tim mạch [37].

10


1.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA ISOFLAVONE

1.2.1. Cấu trúc và thành phần cơ bản của isoflavone
Isoflavone gồm 2 vòng benzen: A và B nối với một dị vòng pyron [37].

Isoflavone là một loại flavonoid có trong đậu tƣơng và đặc biệt có hàm lƣợng
cao nhất trong mầm đậu. Isoflavone dạng tự do có 3 loại genistein, daidzein và
glycitein (isoflavone aglucone). Ngoài dạng isoflavone tự do trong hạt đậu tƣơng còn
có isoflavone dạng liên hợp glucoside, glucoside acetyl và dạng malonyl [34].
Năm 2011, các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu chuyể n hóa genistein
trong isoflavone ở cây Brassica với IFS ở đậu tƣơng kết quả cho thấy, genistein,
4',5,7-trihydroxyisoflavone, là một hợp chất isoflavonoid chủ yếu có trong các loại
đậu và chứa hàm lƣợng phytooestrogen , các hoạt chất chống oxy hóa . Enzyme

isoflavone synthase (IFS) giƣ̃ vai trò quan trọng trong con đƣờng phenylpropanoid
từ flavonoids đế n isoflavonoid . Brassica napus là một cây cho dầu không thuộc họ
đậu với các mô thực vật sản xuất phenylpropanoid và flavonoid, nhƣng không có
khả năng tích lũy isoflavone do sự vắng mặt của IFS [21].
Năm 2013, Cheng và cs đã nghiên cứu so sánh sự đa hình nucleotide trong
Isoflavone synthase (IFS1, IFS2) và gen Flavanone 3-hydroxylase (F3H2) từ 33
giống đâ ̣u tƣơng , trong đó có 17 giống đâ ̣u tƣơng trồ ng (Glycine max) và 16 dạng
hoang dã của họ (Glycine soja). Isoflavone synthase và flavanone 3-hydroxylase
(F3H) là hai enzyme quan trọng xúc tác sinh tổng hợp isoflavonoid và flavonoid,
cả hai đều đóng vai trò khác nhau trong phản ứng của stress [11].
Các nhà khoa học Bồ Đào Nha cũng đã sử dụng các phƣơng pháp sắc kí
HPLC/DAD và phổ UV để xác định thành phần của isoflavone trong 40 mẫu hạt
đậu tƣơng. Sau khi nghiên cứu các khoa học đã khẳng định trong hạt đậu tƣơng

11


các aglucone chiếm một lƣợng nhỏ, hợp chất chính trong hạt đậu tƣơng là các dẫn
xuất malonyl và dẫn xuất axetyl của ß - glucoside [23].

Hình 1.1. Cấu trúc hoá học của các aglucone
OH
OH

OH

HO

O

OH

HO
O

O

O

Genistin
OH
OH

O

HO

OH

HO
O

O

O

Daidzin

HO

OH

O
HO

O
O

HO

O

O

Glycitin

OH

Hình 1.2. Cấu trúc hoá học của các ß-glucoside
Matsura và cs đã xác định đƣợc trong đậu tƣơng nảy mầm , isoflavone dạng
aglucone tăng lên rất nhiều do hoạt tính của β-glucosidase nội bào của đậu tƣơng
và đƣợc kích hoạt bở i quá trình nảy mầm. Enzyme này cắt liên kết β-glucoside
trong phân tử genistin, loại phân tử glucose để chuyển thành genistein [24].

12


1.2.2. Cơ chế hoạt động và chƣ́c năng của isoflavone
Isoflavone là hoạt chất có nguồn gốc từ thảo mộc, cơ chế hoạt động và chức
năng gần giống nhƣ những hormone nữ trong cơ thể và mang tính lành, không ảnh

hƣởng xấu lên nam giới. Những hợp chất có thành phần tƣơng tự nhƣ isoflavone
vẫn đƣợc tìm thấy trong một số loại thực vật nhƣ: cỏ ba lá, cỏ linh lăng, cây dong...
Cơ chế hoạt động là các estrogen tác dụng thông qua liên kết với các thụ thể
estrogen trong tế bào. Có hai loại thụ thể ER là alphe ER (α ER) và beta ER (ß
ER), α ER có mặt tại màng trong tử cung, trong chất đệm của buồng trứng và ở
tuyến vú. Còn ß ER, tồn tại trong các tế bào nội mô của thành mạch máu , ở não,
thận và trong các tế bào của bàng quang và niệu đạo , trong tế bào của niêm mạc
ruột và phổi, tế bào xƣơng. Chƣ́c năng sinh lý chủ yế u của estrogen là kích thích α
ER và cho những tác dụng nội tiết rất quen thuộc trên màng trong tử cung và ở vú.
Trái lại, genistein, daidzein và các chất chuyển hoá của chúng kích thích chủ yếu
vào ß ER. Những tác dụng của isoflavone trong đậu tƣơng luôn yếu hơn tác dụng
của hormon estrogen thực thụ. Do đó các hormone trong cơ thể ngƣời phụ nữ sau
khi mãn kinh đƣợc cân bằng [31]. Những nghiên cứu lâm sàng cho thấ y đậu tƣơng
làm giảm cƣờng độ bốc hỏa, giảm số lần đổ mồ hôi đêm, số lần thức giấc nâng cao
chất lƣợng sống của phụ nữ mãn kinh là nhờ có tác dụng của isoflavone trong đậu
tƣơng. Do vâ ̣y ăn đậu tƣơng giúp cải thiện toàn bộ về chất lƣợng sống của phụ nữ
mãn kinh [22]. Đặc biệt đối với những phụ nữ bị loãng xƣơng trong thời kì mãn
kinh thì isoflavone cũng có hiệu quả bất ngờ. Nghiên cứu bổ sung isoflavone đậu
tƣơng trong khẩu phần ăn làm tăng đáng kể mật độ khoáng xƣơng (BMD) lên 54%
và giảm tiêu xƣơng biểu hiện bởi giảm DPD (deoxypyridinone) trong nƣớc tiểu là
23% so với trị số cơ bản ở phụ nữ [40].
Những ngƣời phụ nữ sau mãn kinh khi sử dụng isoflavone đậu tƣơng thì làn
da cũng đƣợc cải thiện đáng kể. Tiến hành nghiên cứu với những phụ nữ sau mãn
kinh, trƣớc và sau khi điều trị với 100mg/ngày. Kết quả của nghiên cứu này cho
chúng ta thấy rằng bổ sung chiết xuất đậu tƣơng đậm đặc giàu isoflavone trong 6
tháng thì làn da của phụ nữ mãn kinh sẽ giảm sự lão hóa. Do tác dụng của isoflavone

13

giúp duy trì và tăng độ dầy lớp biểu mô , mạch máu, sợi đàn hồi và sợi collagen của
da. Từ đó tăng giá trị sử dụng của đậu tƣơng[7]. Các kết quả nghiên cứu thu đƣợc đã
khuyến cáo là nên sử dụng trực tiếp hạt đậu tƣơng [9]. Ngoài ra các isoflavone còn có
vai trò ngăn chặn bệnh ung thƣ, đặc biệt là các bệnh ung thƣ phụ thuộc vào hormone
nhƣ màng trong tử cung, ở vú, buồng trứng, ung thƣ tuyến tiền liệt [25].
1.3. CHUYỂN HÓA ISOFLAVONE VÀ

GEN MÃ HÓA ISOFLAVONE

SYNTHASE

1.3.1. Chu trin
̀ h chuyể n hóa isoflavone trong ha ̣t đâ ̣u tƣơng
Khi vào cơ thể, các isoflavone tự do đƣợc hấp thu ở ruột non nhanh hơn so
với các isoflavone ở dạng glucoside. Sự chuyển hoá các isoflavone đáng chú ý vì
quá trình này tạo ra các sản phẩm có tác dụng mạnh hơn nhiều so với các chất ban
đầu. Hệ vi sinh đƣờng ruột đƣợc chứng minh là có tầm quan trọng đặc biệt đối với
chuyển hoá và tính khả dụng của các isoflavone, khi chỉ có các động vật có hệ vi
sinh đƣờng ruột mới đƣợc thấy có bài tiết sản phẩm chuyển hoá có tác dụng mạnh
(equol) của isoflavone. Một số nghiên cứu đánh giá mức độ thải trừ equol qua
nƣớc tiểu cho thấy chỉ khoảng 33% cá thể ngƣời phƣơng Tây chuyển hoá daidzein
thành equol. Sự khác nhau về chuyển hoá isoflavone có thể có những ảnh hƣởng
quan trọng tới hoạt tính sinh học của các phytoestrogen này [31], [33]. Chất
chuyển hoá chính của genistein là hydroxy- O - demethylangolensin. Những chất
chuyển hoá chính của daidzein là O - demethylan - golensin, glyxitein và equol.
Equol là thành phần rất quan trọng cho hoạt tính của isoflavone đậu tƣơng trong
điều trị các triệu chứng mãn kinh, vì hoạt tính estrogen của equol mạnh gấp 5 lần
hoạt tính này của chất daidzein và lớn gấp 2 lần hoạt tính của genistein [13].
Có nhiều bằng chứng thực nghiệm ủng hộ giả thuyết ghi nhận rằng thay vì
isoflavone thì sản phẩm cuối cùng của enzyme IFS là 2 hydroxyisoflavanone một hợp chất không ổn định ở điều kiện môi trƣờng. Thử nghiệm cho

liquiritigenin và naringenin ủ với IFS có chứa microsome, sản phẩm thu đƣợc là 2hydroxyisoflavanone. Vì lý do này , “2-hydroxyisoflavanone synthase” chính là
“isoflavone synthase” [9]. Tuy nhiên, ở những thực vật không thuộc họ đậu, khi có
14


enzyme IFS thì sƣ̣ tích lũy sẽ là isoflavone , thay vì 2-hydroxyisoflavanone. Điều
này đƣợc lý giải do tự động chuyển đổi 2- hydroxyisoflavanone tạo ra isoflavone
đủ nhanh để ngăn chặn các hợp chất cũ tích lũy trong thực vật hoặc do có enzyme
“dehydratase flavonoid” làm mất nƣớc hoặc cũng không thể loại trừ khả năng IFS
hỗ trợ việc chuyển đổi này với một tốc độ chậm hơn so với phản ứng dịch chuyển
aryl [43]. Enzyme IFS đƣợc chia làm

2 loại là IFS 1 có thể chuyển đổi

liquiritigenin thành daidzein và enzyme IFS thứ hai

(IFS2) chuyển đổi đồ ng thời

cả naringenin thành genistein và liquiritigenin thành daidzein [14].
1.3.2. Con đƣờng sinh tổng hợp isoflavone
Isoflavone đƣợc tổng hợp từ một nhánh của con đƣờng trao đổi chất
phenylpropanoid. Tiền thân của con đƣờng là một axit amin L-phenylalanine,
mà bƣớc khởi đầu là loại bỏ đi nhóm amin để tạo ra axit cinnamic qua các
phenylalaninen ammonia lyase (PAL). Trong phản ứng thứ hai và thứ ba,
cinnamate 4-hydroxylase (C4H) và 4 coumarate CoA ligase (4CL) chuyển đổi
thành axit cinnamic p-coumaryol CoA. Các enzyme quan trọng đầu tiên để tổng
hợp flavonoid là chalcone synthase (CHS) và isomerase chalcone (CHI), trong
đó chuyển đổi chalcone thành flavone và chalcone reductase (CHR) là cần thiết
cho sự hình thành daidzein và glyceollins. Sau đó, isoflavone synthase tham gia
xúc tác cho con đƣờng sinh tổng hợp isoflavone. Đây là enzyme đầu tiên

chuyển đổi isoflavone và các sản phẩm isoflavone trong con đƣờng sinh tổng
hợp isoflavone [17], [30]. Isoflavone synthase đóng một vai trò quan trọng
trong sinh tổng hợp isoflavone [14]. IFS1 là một enzyme xúc tác đặc biệt vì nó
có ít nhất hai phản ứng với một protein; phản ứng thủy phân và phản ứng dịch
chuyển aryl nội phân tử.

15


Hình 1.3. Con đƣờng sinh tổ ng hơ ̣p isoflavone (Phản ứng xúc tác bởi enzym IFS
màu xanh dƣơng) [14]
1.3.3. Isoflavone synthase và gen mã hóa IFS
Enzyme isoflavone synthase (IFS) là mô ̣t trong hai enzym chìa khóa trong
con đƣờng sinh tổng hợp isoflavone ở cây đậu tƣơng

[40]. Ở cây đậu tƣơng , gen

IFS đã đƣợc phân lập gồm 2 gen IFS1 và IFS2 cùng mã hóa cho một sản phẩm có
521 amino acid [11]. Enzyme IFS1 có thể chuyển đổi liquiritigenin thành daidzein
và enzyme IFS 2 chuyển đổi đồ ng thời cả naringenin thành genistein và
liquiritigenin thành daidzein và enzyme IFS 2 có ƣu thế hơn enzym IFS1 [43].
Genistein (4 ', 5,7-dihydroxyisoflavone) là một tiền chất phổ biến trong sinh
tổng hợp kháng sinh và phytoalexin phytoanticipins trong các loại đậu, và một
thành phần dinh dƣỡng quan trọng tìm thấy trong hạt đậu tƣơng. Genistein là một

16