多酚氧化酶导论

多酚氧化酶导论：反应机制分析

金属型可以通过减少两个电子转变为脱氧态，形成的脱氧态与6氧分子可逆性反应形成含氧态；酪氨酸酶可以催化两个明显的氧化反应。缺少外源还原剂时，羟基化反应将表现特征的迟滞期，这时少量酶会以含氧型状态存在并使二元酚达到一定浓度，酶促反应与化学反应之间达到动态平衡。尽管酪氨酸酶的确切反应机制并未被完全阐明，但通常认为酪氨酸酶催化邻苯二酚的氧化反应符合米氏动力学，而催化单酚的羟基化有一个显著的迟滞期。
理论教育 2023-10-17

结构与功能：多酚氧化酶导论

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。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。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。
理论教育 2023-10-17

真菌TYR的生理功能：多酚氧化酶导论简介

相较于植物CO功能混乱，关于TYR在哺乳动物和昆虫的功能争议较少。在哺乳类动物中，酪氨酸酶的首次表征体现为黑素瘤，暗示其与白化病、白癜风等色素沉淀问题相关。在昆虫中，TYR参与sclerotisation，即壳质表皮和防御功能。真菌的酪氨酸酶通常与孢子形成与稳定、防御与毒性机制、褐变与色素沉积有关，该属性最早体现在食用菌双孢蘑菇采后贮藏时发生的酶促褐变，这一反应首次揭露了酪氨酸酶的生化特点，该反应大幅降低了产品的商业价值。
理论教育 2023-10-17

漆酶与去木质作用—《多酚氧化酶导论》

木质组织的去木质素作用一直受到广泛的研究关注，特别在纸浆和造纸工业。对于被白腐真菌腐蚀的木材，毫无疑问漆酶是参与了去木质作用的重要酶类之一。酚类底物可以增强某些漆酶的稳定性，某特定的酚类化合物还可以作为反应介质增强漆酶对木质素的降解能力。这些特性与漆酶对底物的去木质化作用之间有微小的协调难度。因此，尽管漆酶的去木质化作用毋庸置疑，那么除了这一领域取得的进步外，漆酶仍然有许多未被清晰阐明的面貌。
理论教育 2023-10-17

多酚氧化酶导论：种类与命名

根据国际生化联合会命名委员会统计，多酚氧化酶的名称在动物、植物、细菌和真菌中有所不同，其催化功能也有所不同。目前相关文献中使用较多的名称是多酚氧化酶和酪氨酸酶。建议在动物中使用酪氨酸酶，而在植物中应使用多酚氧化酶为宜。国际生物化学和分子生物学联盟的命名委员会对单酚酶活性和儿茶酚酶活性进行了区分，但对酪氨酸酶和儿茶酚氧化酶不作区分。图1-1酪氨酸酶和儿茶酚氧化酶催化氧化的反应途径
理论教育 2023-10-17

热处理对多酚氧化酶的影响

Chutintrasri和Noomhorm对菠萝中PPO热处理研究发现，在40～60℃下处理酶30 min可以使酶活降低大约60%，当处理温度超过75℃时，酶变性程度迅速加快。Napoleon葡萄PPO在30～100℃的范围下处理5 min，70～80℃处理后酶活力仅剩20%，100℃处理后酶活力完全被抑制。维多利亚葡萄中的PPO酶在70℃热处理10 min后，酶活被完全抑制。对原浆进行热处理，可能造成膜结合的PPO的释放，这在一定程度上抵消了热钝化效应。同时，热处理还有可能激活一些潜伏态的PPO。
理论教育 2023-10-17

应答与调控：多酚氧化酶在损伤或病害中的作用

有证据表明多酚氧化酶介入植物体对生物胁迫的防御机制。组织的感染或受伤可能局部性增强PPO活性，而为防止植物遭受进一步攻击可能系统性增强PPO活性，或两者同时发生。衰老或损伤过程中大量表达的PPO将会促进细胞死亡和产生不利于病原生殖的环境。研究表明酶活性的增加与害虫攻击的减少存在相关性，但由于缺乏PPO对害虫作用的信息，如寄生生物对邻苯醌
理论教育 2023-10-17

木质化中的多酚氧化酶和漆酶活性关系研究

1958年，Freudenberg首次提出了漆酶参与形成高等植物木质素的可能，当时这一推理基于对真菌漆酶的观察报告，该酶可将木质素单体氧化为类似化学降解木质素时产生的二聚体，而数年后，该推理被否定。很多研究者在后续的研究中报道了植物组织中漆酶活性与木质化的相互关系。同样，在木质化的木质部中也报道发现了类漆酶。涉及木质化作用的漆酶并未得到充分的特征描述。目前尚不清楚比活力是否可单独作为酶对木质化作用的指标。
理论教育 2023-10-17

pH对多酚氧化酶活性的影响

在过酸过碱的pH环境下，酶活性部位的质子异变基团的电离变化可能破坏了活性位点的最适环境，影响酶与底物的结合以及催化反应。菠菜PPO只有一个最适pH，为8左右，当pH低于6则几乎没有活性。然而，对于PPO的单酚酶活性，以对甲酚为底物，最适pH为7.5。底物性质是活性测定中的另一个变量，这可能会显著影响酶的最适pH。对于苹果、草莓和樱桃的PPO在加入SDS后所表现的最适pH变化，并非PPO潜伏形式激活所致。
理论教育 2023-10-17

双铜中心的配位层：多酚氧化酶导论

其中His109和His240分别在以CuA和CuB为中心的配位多面体顶端位置，如图1-7所示。红薯中儿茶酚氧化酶的Cu-O距离为1.89。在还原态的CuA配位范围内好像一个变形的三角锥型，而CuB的配位范围则是缺失一个配位点的正方形平面。
理论教育 2023-10-17

PPO在光合作用中的作用

人们一直猜测PPO在光合作用中的潜在角色。PPO已被发现是由核编码，但仍处于非活动状态，直到并入质体，表明其在光合作用中可能发挥作用。这个假设的局限性在于，叶绿体中缺乏PPO的明确的反应底物；另外，PPO催化反应的速率赶不上光合作用的速率。PPO能够与Mehler-过氧化物酶循环发生相互作用，这是因为醌类物质也可以作为氢的受体，PPO使还原态醌发生再氧化，降低了其含量。
理论教育 2023-10-17

多酚氧化酶导论：活性中心特点简介

伴侣蛋白覆盖在酪氨酸酶的疏水分子表面，干扰底物酪氨酸与酶活性中心的结合。在活性中心的差别主要是基于结构方面，在酪氨酸酶的活性中心上方有一个巨大的空间，6个组氨酸配体中的一个高度自由，并与双铜结合。
理论教育 2023-10-17

多酚氧化酶导论：底物氧化的途径

谷氨酸Glu 236以氢键结合于双铜中心附近的溶剂分子，可协助底物的去质子化。在底物的结合态下，CuB可与His 240，His 244，His 274和分子氧形成6个配位的平面。在儿茶酚氧化酶-O2 2--CAT的三元复合体中，两个电子可以从底物转移到过氧化物上，随后过氧化物被质子化，且伴随O-O键被裂解。第二个儿茶酚可以作为“辅助底物”将氢氧化物桥的二价双铜还原为一价双铜。
理论教育 2023-10-17

《多酚氧化酶导论：在植物中的定位和分区化》

PPO的亚细胞定位也有可变性。在各类植物中，PPO的酚类氧化作用无疑是其最熟悉的角色。健康完整的植物组织中并没有激烈的氧化褐变反应，这可能是因为液泡的作用物理隔绝了酚类底物与酶的结合。PPO与底物之间被物理性分隔开来，因此PPO和底物之间的相互作用需要破坏细胞分区的结构，比如机械损伤等。植物衰老或组织损伤破坏了酶与酚类底物的接触障碍，多酚氧化酶只有在与酚类底物结合时才具备活性，并开始发挥催化作用。
理论教育 2023-10-17

发育控制：酶活性水平受转录控制，与PPO基因表达密切相关

大量相关研究表明，酶活性水平受转录水平控制，在早期发育阶段，PPO基因高度表达，而随着发育推进，表达逐渐减少。这可能是由于不同PPO基因发育性表达和组织特异性表达的共同结果。在某些情况下，在发育前期阶段，PPO基因的表达微乎其微，即发育阶段前期合成的PPO在生命体内相对稳定。同样，香蕉果实成熟阶段，高PPO活性与低PPO基因表达表明果实成熟时，膜完整性的缺失会诱发先前存在的酶的激活。
理论教育 2023-10-17
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