云南莴笋尖酪氨酸酶分离纯化及酶学性

2023-05-10 14:56:27


酪氨酸酶(tyrosinaseTYR)又名陈干酪酵素、多酚氧化酶、儿茶酚氧化酶等,是一种含铜氧化还原酶,广泛存在于动植物、微生物和哺乳动物中,是多巴和黑色素合成的关键酶,TYR是二价铜离子与酶蛋白相互结合的金属酶,兼有氧化和加氧酶两种功能,其双重功能可增强生物体表面机械强度,并在外来物入侵时获得免疫反应过程中有重要意义。


TYR对底物(羧酸及其衍生物、苯胺及其衍生物、酚类及其衍生物及其他非酚类等)都具有较强的催化降解能力,近年来,TYR被广泛用于食品加工、医学、美容、生物传感器、环境保护、染料脱色等方面的研究。因此,对获得低成本、来源广泛的TYR及其相关性质的研究具有重要的经济和理论意义。


目前,TYR的制备主要来源于真菌,细菌等,而从植物中提取制备TYR的报道较少,云南莴笋尖具有耐热、耐寒适应性强、抗病虫害等优点,相比以微生物为实验材料来源,云南莴笋尖具有取材便捷、实验周期短等优势,从而提高其经济价值。来自西南大学生命科学学院的廖海君、李蕊伽、陶敏等人,以廉价易得的云南莴笋尖为实验材料对TYR进行分离纯化并研究其部分酶学性质,旨在为TYR的来源提供新途径,为其应用提供参考。


讨    论

本实验以云南莴笋尖为材料分离纯化的TYR的酶学性质、金属离子及化合物等对该酶的作用与其他报道不尽相同。经分离纯化后的TYR,其回收率为9.56%,低于蕹菜叶(11.33%),和海洋放线菌(9.9%)相近,高于米曲霉(0.7%)。云南莴笋尖中的色素在波长475 nm处也有吸光度,在计算蛋白质的量时,使数值增大,从而使TYR纯化倍数、回收率偏低,进而对TYR的纯化过程造成影响。因此,如何有效去除色素是以绿色植物叶为材料提取TYR的亟待解决的问题。

TYR的最适反应温度和最适反应pH值分别为60℃,8.0,高于黑木耳(40 ℃,pH 7.0)、双孢蘑菇(30 ℃,pH 6.5)、南美对虾(40 ℃,pH 6.0)、蕹菜叶(45 ℃,pH 7.5)。其中,最适pH值与海洋放线菌(pH 8.0)相同。

云南莴笋尖TYR亚基分子量为65.23 kD,高于香樟果实(43 KD),低于曲霉菌(140 kD),与人体(60.40 kD)相近。物种的生存环境、长期分离进化及种属差异等原因可能导致TYR分子质量不同。



实验中的13 种金属离子对该TYR活力有不同程度的影响,其中Co2Mn2Pb2AgCd2Ba2Ca2对该酶均有激活作用,且Co2Mn2随着离子浓度的增大,其对该酶的激活作用越明显,可能是因为参与该TYR酶原的激活过程或促进该酶活性中心与底物的亲和力。低浓度的Zn2Cu2表现为激活作用,高浓度表现为抑制作用,KMg2Li对该酶活性影响不明显。不同金属离子对该TYR活力存在的不同影响,其具体作用机制尚待进一步研究。



酪氨酸酶的抑制特征为可逆抑制,由于分子多样性,其抑制机理复杂,一种抑制剂可能同时具有几种抑制机理;同种抑制剂在不同底物作用下,其抑制机理也不同。本实验中,抗坏血酸和EDTATYR的抑制剂,前者在浓度为25 mmol/L时对该酶的活性表现为完全抑制,而EDTA对该酶活性的抑制作用不明显。尿素对该酶活性无影响,草酸在浓度为10 mmol/L时对该酶活性完全抑制,表明草酸是TYR的一种抑制剂。4 种有机溶剂中乙醇、异丙醇、正丁醇均对该酶有抑制作用,其可能是有机溶剂破坏TYR的表面的水化层,降低环境中的极性,破坏维持酶结构的二级键,使酶构象发生改变。

目前,TYR的研究主要集中在医药、化妆品领域及食品应用领域,本实验从云南莴笋尖中分离纯化的TYR,为其在理化性质,食品加工储存及其他方面的应用提供更多的参考。


内容来源于《食品科学》20178期文章《云南莴笋尖酪氨酸酶分离纯化及酶学性质》。作者:廖海君,李蕊伽,陶敏,白亚娟,唐菁,唐云明。请点击下方阅读原文即可查看文章详细内容。


编辑:吴    楠

责编:张睿梅


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