根据蛋白质数据库中四物种（Ipomoea batata，Agaricus bisporus，Juglansregia和Vitis vinifera）PPO的晶体结构，编号为1BT1、1BT2、1BT3、1BUG、2Y9W、2Y9X、5CE9和2P3X，可加强对由酪氨酸酶和儿茶酚氧化酶催化色素形成复杂机制的理解。结构研究通常包括3型铜蛋白组别的第三个成员——血蓝蛋白，虽然它没有酪氨酸酶和儿茶酚酶活性，但考虑到血蓝蛋白的主要功能是结合分子氧，针对它的研究有望更深入理解分子氧与活性中心的结合。

尽管在活性中心的序列、铜原子的折叠和配合物结构存在不同，但在整个家族中可以观察到铜原子的第一配位层存在显著序列同源性（Gerdemann et al.，2002）。通过测定调节酶活性的分子，理解结构与酶活性的关系，并与详细的结构特性描述相结合，或能开发出控制酶促褐变的方法。

在PPO家族结构与功能关系的研究，目前存在两种切入法。第一种方法认为，在理解物种间（甚至同物种间）PPO的巨大差异之前，工作重点应集中在活性中心结构特性的描述（Mayer，2006）；第二种方法认为，宣称通过对调节分子的研究，即研究分子间的相互关系和作用，终将对褐变反 应做出 解释（García-Borrón and Solano，2002）。基于第二个观点，某研究检测了47个PPO分子的氨基酸序列，并探究可能存在的同源性，结果表明在所有的物种中，均存在于活性位点凹陷处用于配位的6个组氨酸残基、2个苯丙氨酸、2个精氨酸和2个天冬氨酸。尚不清楚它们对反应机制的作用，而且检测过程中蛋白质的低聚集度妨碍了该研究对已知序列和晶体结构的相互关系作出任何推论（Malviya et al.，2011）。

使PPO研究复杂化的另一事实是活性位点存在两个铜原子（CuA和CuB），每个铜原子都可能在催化中起作用，随着催化循环推进，铜原子响应与它们相互作用的对象，氧化状态随之发生改变，除上述提及的配位组氨酸（Lerch，1983）。

根据光谱学和理论研究，铜原子通过平行构象（侧向）μ-η2：η2稳定对称（Solomon et al.，1996）。随后，借助EXAFS（扩展x射线吸收谱精细结构）研究了Ipomoea batata的PPO结构，测得在met状态下，铜原子间距2.9Å，一个铜原子与三个组氨酸配位，每一个金属原子结合一分子氧；在oxy状态，铜原子间距3.8Å，并与5个原子发生配位（4个Nε键和1个过氧键）（Eicken et al.，1998）。在另一个研究中，根据同一物种的晶体结构，确定了met，oxy，deoxy状态下铜原子间距分别是2.9、4.2和4.4Å（Klabunde et al.，1998），并指出边缘残基（第一配位层中）对间距的影响甚微，同时这一结果证明催化进程中活性位点存在刚性（Gerdemann et al.，2002）。可能由酶活性位点结合铜原子而发生差异化的这一机制并未包含酶系统的修正，需要考虑多酚氧化酶的催化前状态，如活性期或潜伏期的催化前状态。(www.daowen.com)

分析双活性酶中残基的潜在功能，在酪氨酸酶和血蓝蛋白中，铜原子（CuA）的第二个配位层存在硫醚键，它可能具有催化活性功能，但是它的结构功能仍在探索中（Gerdemann et al.，2002）。近年来对3型铜蛋白酶的新晶体结构的比较研究表明，硫醚键的存在能够影响单酚羟基化反应中过渡态活性位点与底物的适应灵活性(Kanteev et al.，2015)。

此外，特别有趣的是，某一残基（Ipomoea batata中，216位点苯丙氨酸）的出现使酶具有儿茶酚氧化酶活性而非酪氨酸酶活性，该残基似乎阻断了接近CuA的通道；一些研究指出，这一残基会调控单酚进入CuA，并因此决定了羟化酶活性。如此看来，二元酚与CuB的 结 合 将 决 定 氧 化 酶 活 性（Olivares，García-Borrón and Solano，2002；Decker et al.，2006）。这一假说被血蓝蛋白结构所支持，上述提及血蓝蛋白无羟化酶活性和氧化酶活性，而事实上血蓝蛋白晶体结构中指向CuA的通道被阻断（Volbeda and Hol，1989；Gerdemann et al.，2002）。另外，对细菌酪氨酸酶的研究表明，突变218位点的缬氨酸残基能够将CuA锁在一个更大的苯基丙氨酸中，因而增加了酪氨酸酶活性，降低了儿茶酚氧化酶活性（Goldfeder and Kanteev et al.，2014）。其他研究还表明，活性差异不仅与锁住CuA的残基相关，还与活性位点存在的天冬酰胺和谷氨酸相关（Goldfeder and Kanteev et al.，2014）。因此，结合Solomon所提出的整体机制（Solomon et al.，1996），对于酪氨酸酶活性的羟基化反应met态而言，分子氧插入单酚是实现催化活性转变所必须的，而在这一运动过程中可观察存在明显的空间障碍。因此，酶与底物相互作用时的适应性程度似乎可作为阐述这一反应机制的因素。在确定酶活性时，与配合基相互作用的分子，其动力学十分关键。根据这一观点，第二配位层硫醚键或许也对羟基化反应中酶过渡态的形成起一定作用，尽管以往认为相比于底物识别和结合的结构机制，它的存在更能影响儿茶酚氧化酶的氧化电势（Gerdemann et al.，2002）。根据这些观察结果，对于差异巨大的多酚氧化酶家族，人们提出问题：根据氧的可获得性和底物大小等性质，又考虑到两个铜都有催化潜能（Solomon et al.，1996），即不必将某一个铜原子（CuA或CuB）发展出某一关键功能，那么两个催化位点是否可以非同步运动地协调作用？

基于已知PPO的结构和序列信息，推测PPO中可能存在上述提及的结构因子，且这些因子与PPO对抑制处理的高抗性有关。抑制褐变反应的工作已持续80余年，更多的工作需要开展，以在这一领域取得新的进展和结果。