Nguyễn Tiến Đạt
Senior Member
Enzym thơm hoá - chất xúc tác biến đực thành c?
[align=justify:b353e6319e]Trong môn Sinh hoá thuật ngữ Enzym được dùng để chỉ những protein xúc tác các phản ứng trong cơ thể sống, thúc đầy phản ứng nhưng không tham gia trực tiếp. ?Enzym thơm hoá là enzym chuyển hoá hydrocarbon vòng bão hoà C6H12 thành hydrocarbon thơm C6H6 – benzen. ?Enzym thơm hoá được gọi như thế vì benzen và một số dẫn xuất có mùi thơm đặc trưng. ?Enzym thơm hoá được gọi bằng tiếng Anh là Aromatase (tiếng Việt gọi là Aromataza, chữ Arom gốc Hy Lạp, nghĩa là thơm, gia vị). ?Quá trình thơm hoá được gọi là Aromatization. Nhưng sự thú vị của vấn đề là ở những điều sau đây.
?
Số là trong cơ thể động vật có xương sống (từ cá đến động vật có vú), nếu hormon sinh dục đực (như testosteron, methyltestosteron – MT, ethynyl testosteron – ET) được thơm hoá thì chúng biến thành những hormon sinh dục cái. ?Chẳng hạn testosteron được thơm hoá thì biến thành estradiol – hormon sinh dục cái mạnh tiêu biểu. ?Bình thường quá trình sinh tổng hợp estradiol phải qua giai đoạn thơm hoá testosteron. Vì thế có thể coi testosteron là sản phẩm trung gian của sinh tổng hợp estradiol (xem hình). Tự estradiol không có mùi thơm nhưng phân tử của nó mang một hydrocarbon thơm.
Trong thời kỳ phôi thai ở một số động vật có xương sống, ít nhất là bò sát và động vật có vú và thời kỳ hậu phôi ở cá, testosteron được hình thành và tham gia vào quá trình biệt hoá giới tính đực. ?Ở những cá thể có nhiễm sắc thể Y (mang gen SRY) thì có sự tổng hợp testosteron và nhờ đó mầm tuyến sinh dục biệt hoá thành tinh sào. ?Ở những cá thể không có gen SRY (không mang nhiễm sắc thể Y mà mang 2 nhiễm sắc thể X) thì tuyến sinh dục biệt hoá một cách tự phát theo hướng cái.
Sự hình thành giới tính phụ thuộc nhiệt độ ?
Trong thời gian hình thành giới tính của một cá thể, sự thơm hoá hormon sinh dục hay nói cụ thể hơn, sự chuyển hoá các hormon sinh dục đực thành hormon sinh dục cái có thể là một quá trình thuận nghịch. ?Nghĩa là ở một nhiệt độ cao hơn khoảng tối ưu có thể hình thành chỉ một một loại hormon sinh dục: hoặc hormon sinh dục đực hoặc hormon sinh dục cái. ?Và ngược lại, tại nhiệt độ hoặc thấp hơn hoặc cao hơn khoảng tối ưu một hormon sinh dục đối lập (hoặc cái hoặc đực) chiếm ưu thế. ?Điều này dẫn đến ở một nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn bình thường của sự phát triển phôi hoặc hậu phôi thì có sự hình thành chỉ một giới tính. ?Dẫn chứng là ở cá sấu và rùa (động vật bò sát) người ta có thể tạo ra một giới tính nghĩa là một đàn con gồm toàn cái hoặc toàn đực bằng cách duy trì một nhiệt độ ấp tương ứng.
Gần đây , trên cá rô phi người ta cũng có thể tạo ra đàn con gồm tuyệt đại đa số là đực chỉ bằng cách duy trì nhiệt độ môi trường nước ương cá trong khoảng 34 –36oC, bất kể cá có bộ nhiễm sắc thể giới tính như thế nào và cũng không cần đến hormon sinh dục đực như testosteron hay methyltestosteron. Để đạt được tỷ lệ cá rô phi gồm gần như toàn đực cần chọn nhiệt độ nước (khoàng 36oC), thời điểm bắt đầu tác động (12 ngày tuổi) và một khoảng thời gian xử lý cần thiết (khoảng 10 ngày).
Đổi giới tính nghịch lý
Trong những năm 1980-1990 người ta phát hiện một hiện tượng kỳ lạ là khi dùng hormon sinh dục đực để xử lý cá rô phi bột với kỳ vọng thu được nhiều cá đực hơn thì kết quả là thu được nhiều cá cái hơn. ?Sự đổi giới tính “ngược đời” này về sau được biết là cũng liên quan với Enzym thơm hoá. ?Việc đưa nhiều hormon sinh dục đực kiểu testosteron, methyltestosteron, ethynyltestosteron vào cơ thể cá rô phi đã kích thích sự hình thành enzym thơm hoá nội sinh. ?Enzym này đã thơm hoá các loại hormon sinh dục đực kể trên để chúng biến thành hormon sinh dục cái như estradiol và các dẫn xuất của nó. ?Rốt cuộc là dùng hormon đực nhằm tạo ra con đực nhiều hơn lại thu được gần như toàn cái. ?Nghịch lý là ở chỗ ấy. ?Tuy nhiên chỉ có những hormon sinh dục đực có khả năng thơm hoá (aromatizable) như các hormon nói trên mới gây ra sự đổi giới tính nghịch lý ở ?cá rô phi. ?Hormon MDHT (17 - methyl dihydrotestosteron) là hormon không thể thơm hoá thì không gây ra sự đổi giới tính nghịch lý.
Ức chế sự “thơm hoá” và vài ứng dụng
Có thể nói tóm tắt “thơm hoá” đối với sự hình thành các hormon sinh dục là sự chuyển hoá hormon sinh dục đực thành hormon sinh dục cái. ?Quá trình “thơm hoá” này được thực hiện nhờ enzym aromataz (aromatase).
Kết quả của nghiên cứu trong sinh học và y học là người ta đã tìm ra những chất ức chế enzym này, tiếng Anh gọi chúng là aromatase inhibitors (AI).
Trong nghề nuôi cá người ta dùng một AI là Fadrozole thay cho các androzen để tạo ra thế hệ con gồm nhiều cá đực hoặc để con đực cho nhiều tinh. ?Trong y học người ta dùng một AI khác là Letrozole (tên biệt dược là Femara của hãng Novartis) để chống bệnh ung thư vú. ?Cơ chế tác dụng của AI ở đây cũng đơn giản là chống sự hình thành hormon sinh dục cái. ?Mà hormon sinh dục cái là tác nhân làm phát triển các cơ quan sinh dục phụ của nữ giới trong đó có tuyến vú.[/align:b353e6319e]
[align=justify:b353e6319e]Trong môn Sinh hoá thuật ngữ Enzym được dùng để chỉ những protein xúc tác các phản ứng trong cơ thể sống, thúc đầy phản ứng nhưng không tham gia trực tiếp. ?Enzym thơm hoá là enzym chuyển hoá hydrocarbon vòng bão hoà C6H12 thành hydrocarbon thơm C6H6 – benzen. ?Enzym thơm hoá được gọi như thế vì benzen và một số dẫn xuất có mùi thơm đặc trưng. ?Enzym thơm hoá được gọi bằng tiếng Anh là Aromatase (tiếng Việt gọi là Aromataza, chữ Arom gốc Hy Lạp, nghĩa là thơm, gia vị). ?Quá trình thơm hoá được gọi là Aromatization. Nhưng sự thú vị của vấn đề là ở những điều sau đây.
?
Số là trong cơ thể động vật có xương sống (từ cá đến động vật có vú), nếu hormon sinh dục đực (như testosteron, methyltestosteron – MT, ethynyl testosteron – ET) được thơm hoá thì chúng biến thành những hormon sinh dục cái. ?Chẳng hạn testosteron được thơm hoá thì biến thành estradiol – hormon sinh dục cái mạnh tiêu biểu. ?Bình thường quá trình sinh tổng hợp estradiol phải qua giai đoạn thơm hoá testosteron. Vì thế có thể coi testosteron là sản phẩm trung gian của sinh tổng hợp estradiol (xem hình). Tự estradiol không có mùi thơm nhưng phân tử của nó mang một hydrocarbon thơm.
Trong thời kỳ phôi thai ở một số động vật có xương sống, ít nhất là bò sát và động vật có vú và thời kỳ hậu phôi ở cá, testosteron được hình thành và tham gia vào quá trình biệt hoá giới tính đực. ?Ở những cá thể có nhiễm sắc thể Y (mang gen SRY) thì có sự tổng hợp testosteron và nhờ đó mầm tuyến sinh dục biệt hoá thành tinh sào. ?Ở những cá thể không có gen SRY (không mang nhiễm sắc thể Y mà mang 2 nhiễm sắc thể X) thì tuyến sinh dục biệt hoá một cách tự phát theo hướng cái.
Sự hình thành giới tính phụ thuộc nhiệt độ ?
Trong thời gian hình thành giới tính của một cá thể, sự thơm hoá hormon sinh dục hay nói cụ thể hơn, sự chuyển hoá các hormon sinh dục đực thành hormon sinh dục cái có thể là một quá trình thuận nghịch. ?Nghĩa là ở một nhiệt độ cao hơn khoảng tối ưu có thể hình thành chỉ một một loại hormon sinh dục: hoặc hormon sinh dục đực hoặc hormon sinh dục cái. ?Và ngược lại, tại nhiệt độ hoặc thấp hơn hoặc cao hơn khoảng tối ưu một hormon sinh dục đối lập (hoặc cái hoặc đực) chiếm ưu thế. ?Điều này dẫn đến ở một nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn bình thường của sự phát triển phôi hoặc hậu phôi thì có sự hình thành chỉ một giới tính. ?Dẫn chứng là ở cá sấu và rùa (động vật bò sát) người ta có thể tạo ra một giới tính nghĩa là một đàn con gồm toàn cái hoặc toàn đực bằng cách duy trì một nhiệt độ ấp tương ứng.
Gần đây , trên cá rô phi người ta cũng có thể tạo ra đàn con gồm tuyệt đại đa số là đực chỉ bằng cách duy trì nhiệt độ môi trường nước ương cá trong khoảng 34 –36oC, bất kể cá có bộ nhiễm sắc thể giới tính như thế nào và cũng không cần đến hormon sinh dục đực như testosteron hay methyltestosteron. Để đạt được tỷ lệ cá rô phi gồm gần như toàn đực cần chọn nhiệt độ nước (khoàng 36oC), thời điểm bắt đầu tác động (12 ngày tuổi) và một khoảng thời gian xử lý cần thiết (khoảng 10 ngày).
Đổi giới tính nghịch lý
Trong những năm 1980-1990 người ta phát hiện một hiện tượng kỳ lạ là khi dùng hormon sinh dục đực để xử lý cá rô phi bột với kỳ vọng thu được nhiều cá đực hơn thì kết quả là thu được nhiều cá cái hơn. ?Sự đổi giới tính “ngược đời” này về sau được biết là cũng liên quan với Enzym thơm hoá. ?Việc đưa nhiều hormon sinh dục đực kiểu testosteron, methyltestosteron, ethynyltestosteron vào cơ thể cá rô phi đã kích thích sự hình thành enzym thơm hoá nội sinh. ?Enzym này đã thơm hoá các loại hormon sinh dục đực kể trên để chúng biến thành hormon sinh dục cái như estradiol và các dẫn xuất của nó. ?Rốt cuộc là dùng hormon đực nhằm tạo ra con đực nhiều hơn lại thu được gần như toàn cái. ?Nghịch lý là ở chỗ ấy. ?Tuy nhiên chỉ có những hormon sinh dục đực có khả năng thơm hoá (aromatizable) như các hormon nói trên mới gây ra sự đổi giới tính nghịch lý ở ?cá rô phi. ?Hormon MDHT (17 - methyl dihydrotestosteron) là hormon không thể thơm hoá thì không gây ra sự đổi giới tính nghịch lý.
Ức chế sự “thơm hoá” và vài ứng dụng
Có thể nói tóm tắt “thơm hoá” đối với sự hình thành các hormon sinh dục là sự chuyển hoá hormon sinh dục đực thành hormon sinh dục cái. ?Quá trình “thơm hoá” này được thực hiện nhờ enzym aromataz (aromatase).
Kết quả của nghiên cứu trong sinh học và y học là người ta đã tìm ra những chất ức chế enzym này, tiếng Anh gọi chúng là aromatase inhibitors (AI).
Trong nghề nuôi cá người ta dùng một AI là Fadrozole thay cho các androzen để tạo ra thế hệ con gồm nhiều cá đực hoặc để con đực cho nhiều tinh. ?Trong y học người ta dùng một AI khác là Letrozole (tên biệt dược là Femara của hãng Novartis) để chống bệnh ung thư vú. ?Cơ chế tác dụng của AI ở đây cũng đơn giản là chống sự hình thành hormon sinh dục cái. ?Mà hormon sinh dục cái là tác nhân làm phát triển các cơ quan sinh dục phụ của nữ giới trong đó có tuyến vú.[/align:b353e6319e]
