基于表面活性剂调控苹果中多酚氧化酶活性的研究

发布时间：2020-02-13 07:31

【摘要】：目前,研究人员多研究纯品酶的性质,而对于未经纯化的复杂机体中酶性质的调控研究尚不多见。本论文以邻苯二酚为底物,研究了富士苹果中多酚氧化酶(PPO)的活性与稳定性,探究了季铵盐单链表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基三甲基溴化铵(DTAB))、季铵盐Gemini表面活性剂(二溴化双(二甲基十二烷基)戊二胺(C12-C5-C12)、二溴化双(二甲基十二烷基)庚二胺(C12-C8-C12)、二溴化双(二甲基十二烷基)十二胺(C12-C12-C12)、二溴化双(二甲基十六烷基)戊二胺(C16-C5-C16)、二溴化双(二甲基十六烷基)辛二胺(C16-C8-C16))和单链表面活性剂与Gemini表面活性剂形成的复配体系对富士苹果中PPO酶活性与稳定性的调控效能。实验结果表明,富士苹果中PPO酶活性的最佳实验条件:pH=7.0、反应温度为30℃、离子强度为1.5 M。30℃C下,当反应体系中加入单链表面表面活性剂CTAB或DTAB,且当CTAB浓度达到0..3 mM、DTAB浓度达到15 mM后,PPO酶活性可分别提高70%和45%左右。与单链表面活性剂相比,20-30μM的Gemini表面活性剂C16-C8-C16、C16-C5-C16、C12-C5-C12、C12-C8-C12和C12-C12-C12 即可将 PPO 酶活性分别提高 45%、45%、35%、30%和35%左右。当单链表面活性剂和Gemini表面活性剂复配后,表面活性剂增强PPO酶活性的效能明显提高;CTAB/C16-C8-C16、CTAB/C16-C5-C16和CTAB/C12-C5-C12复配体系分别能将 PPO 酶活性提高 90%、100%和 80%左右,DTAB/C16-C8-C16、DTAB/C16-C5-C16 和DTAB/C12-C5-C12复配体系能将PPO酶活性分别提高80%、140%和60%左右,且表面活性剂的用量也可显著减少。此外,表面活性剂的加入还可提高PPO酶的热稳定性能,使之在较高温度下依然保持较高活性。通过综合利用电导率仪、表面张力仪和荧光光谱仪,发现PPO酶可使表面活性剂的cmc值降低,表面活性剂可引起酶构象发生改变。此外,表面活性剂对PPO酶的米氏常数(Km)影响很小,可使其最大初始反应速率(vmax)增加,说明表面活性剂的加入并未增强酶和底物之间的亲和程度且酶的活性区域也未受到破坏,而表面活性剂可与酶形成更具活性的中间体,该中间体更易与底物结合,能够加快酶促反应的进程,从而表现出PPO酶活性有所提高。
【图文】：

红富士苹果,3D结构,多肽链,氨基酸

１．３．红富士苹果中ｍＰＰＯ酶的２个含铜离子区域示意图（棕色为铜离知红富士苹果中ｍＰＰＯ酶的３Ｄ结构含有６个ａ螺旋结构、２卷曲结构。图１．３显示，ＣｕＡ连接着Ｈｉｓ邋１９１、Ｈｉｓ２１２和Ｈｉｓ接着Ｈｉｓ３４４、Ｈｉｓ３４８和Ｈｉｓ３７８三种氨基酸。在该３Ｄ结构中一个疏水腔，由疏水性氨基酸构成（Ｈｉｓ邋１９１、Ｈｉｓ２２１、Ｐｈｅ２１７、Ｔｙｒ２的是活性部位的氨基酸种类一定，但是其序列呈现多变性。逡逑以催化氧化酚类上的羟基，使之转化为醌。酶的多肽链可以通有一定构象的立体结构，Ｃｕ２＋与多肽链上的氨基酸以配位键的Ｃｙｓ－Ｈｉｓ），形成具有特定立体结构的活性区域。当邻苯二在靠近效应和定向效应，使多肽链和底物的空间构象均发生改

红富士苹果,折叠结构,无规则,含铜

逑参逡逑图１．２．红富士苹果中ｍＰＰＯ酶的３Ｄ结构逡逑壚＊输逡逑各！令：Ｔ邋＼八逦，逡逑ｃＷ＇．＇邋Ｕ逦？逡逑，＜ｒ－－邋ｒ逦，Ｊｙ逡逑＼－ｙ／逦／，蹲逦．Ｖ逡逑／ｕ逦／逦ＭＳ－３４４逡逑＼Ｊ邋ｒ邋ｊ邋、逡逑ｙ邋＇逡逑图１．３．红富士苹果中ｍＰＰＯ酶的２个含铜离子区域示意图（棕色为铜离子）逡逑从图１．２可知红富士苹果中ｍＰＰＯ酶的３Ｄ结构含有６个ａ螺旋结构、２个（３折叠结构逡逑和１０个无规则卷曲结构。图１．３显示，ＣｕＡ连接着Ｈｉｓ邋１９１、Ｈｉｓ２１２和Ｈｉｓ２２１三种氨基逡逑酸；ＣｕＢ则连接着Ｈｉｓ３４４、Ｈｉｓ３４８和Ｈｉｓ３７８三种氨基酸。在该３Ｄ结构中ｍＰＰＯ酶的活逡逑性部位呈现为一个疏水腔，由疏水性氨基酸构成（Ｈｉｓ邋１９１、Ｈｉｓ２２１、Ｐｈｅ２１７、Ｔｙｒ２２４和Ｐｈｅ３７４）逡逑［２４］，值得注意的是活性部位的氨基酸种类一定，，但是其序列呈现多变性。逡逑ＰＰＯ酶可以催化氧化酚类上的羟基
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O647.2;TS201.25

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