多酚氧化酶活性抑制的研究進展

熊志強,周 磊,劉 偉

(南昌大學 食品科學與技術國家重點實驗室,江西南昌330047)

多酚氧化酶活性抑制的研究進展

熊志強,周 磊,劉 偉*

(南昌大學 食品科學與技術國家重點實驗室,江西南昌330047)

多酚氧化酶(PPO)廣泛地存在于各種植物、動物、真菌、細菌等機體中,是引起酶促褐變的主要原因。在食品貯藏和加工過程中,通常采用相關技術手段抑制PPO的活性,從而保證食品的營養、風味以及外觀品質等在一定時間范圍內不被破壞。本文從PPO的抑制出發,綜述了不同抑制方法對PPO活性的影響,PPO抑制動力學,去折疊態PPO的構象變化及去折疊模型的研究進展,并對其研究的發展趨勢進行了展望。

多酚氧化酶,活性抑制,動力學,構象,去折疊

多酚氧化酶(Polyphenoloxidase,PPO)是一種含銅的氧化還原酶,除了廣泛地存在于各種植物中,在動物、真菌、細菌等機體中也發現了PPO,其活性因其序列、結合位點、糖基化和活化程度等的不同而各有差異[1]。在廣義上,它可以分為單酚氧化酶(酪氨酸酶)、雙酚氧化酶(兒茶酚氧化酶)、漆酶。果蔬在貯藏、運輸及加工的過程中往往會發生一定程度的酶促褐變,嚴重影響其營養、風味以及外觀品質等,這是由于PPO在有氧條件下可將酪氨酸羥基化為鄰二酚或將二酚氧化成鄰醌,然后鄰醌自發地與氨基酸和蛋白質發生聚合作用使組織變色,形成褐色素或黑色素從而造成果蔬品質劣變和營養成分破壞[2]。因此,從食品工業發展的角度,采用相關技術手段對PPO進行抑制和鈍化,有效地控制酶促褐變反應,并對其相關機理進行研究十分重要。目前,有關PPO的報道越來越多,對PPO的研究也日趨成熟,本文從PPO的抑制出發,對其活性、抑制動力學、構象變化及去折疊模型方面的研究進行綜述。

1 不同抑制方法對PPO活性的影響

從抑制和鈍化活性層面考慮,到目前為止,PPO的抑制主要采用物理法、化學法以及多種處理手段相結合的方法。

1.1 物理法

物理法抑制PPO是近幾年來PPO活性抑制研究中較為常見的處理手段之一,可以分為以下兩大類:

1.1.1 加熱法 在所有的物理法中,加熱法是在食品加工中運用的最成熟、廣泛而又高效的方法,近年來加熱法抑制PPO活性仍有報道,如Gouzi等[3]報道過熱處理對雙孢菇PPO活性的影響,在恒溫水浴鍋中,將PPO在45、50、55、60 ℃下分別加熱30 min,結果發現PPO的活性隨著處理溫度的上升而逐漸降低,尤其是在60 ℃加熱30 min時,PPO完全失去活性。Navarro等[4]報道了在60 ℃(pH7.0、5.5)條件下柿子PPO的活性在較長時間范圍內十分穩定,當溫度增加到70 ℃(pH7.0、5.5)時,其相對活性分別減為60%、30%。除了水浴加熱外,還有其他加熱方式,如Ndiaye等[5]采用蒸汽熱燙處理芒果PPO,其活性在5 min后僅為原始酶活的1.71%,幾乎完全受到抑制,且根據色差參量(a、b、L值等)的變化,發現蒸汽熱燙處理芒果切片還能產生良好的護色效果。Yildiz等[6]用電阻加熱處理葡萄PPO,在20、30 V/cm電壓陡度下加熱到70 ℃后,其活性逐漸降低。

1.1.2 其他物理法 除了傳統的加熱法,還有很多物理方法能夠對PPO產生抑制作用,主要有:

高壓機械處理:Garcia等[7]在400、600、800 MPa的靜高壓下處理紅樹薯5～15 min,其PPO的活性隨著壓力上升和處理時間的增加而逐漸減小。不同類型的壓力對PPO表現出不同的作用效果,在本課題組前期的研究中報道過動態高壓微射流(DHPM)處理梨汁PPO,發現隨著壓力的上升,PPO的相對活性逐漸升高[8]。

紫外處理:紫外線照射能使酶的活性降低,并改變其結構,主要通過以下兩種方式:由蛋白質本身或發色團對輻照的吸收引起的直接光氧化;由蛋白質聚合物或其他色素的能量轉變產生單線態氧引起的間接蛋白質氧化[9]。Manzocco等[10]在緩沖液系統和蘋果派生品中用可見光和紫外光處理并進行對比,發現PPO的活性只有在較高強度的可見光(輻照度≥11.7 W/m2)下處理10 h以上才會受到抑制,而在波長253.7 nm不同強度的紫外光照射下,PPO的活性在整個強度范圍內都受到抑制,且隨照射強度的增加活性逐漸降低,這可能是由于紫外照射產生熱變性從而使蛋白質發生聚合。

微波處理:Latorre等[11]報道用微波(935 W,3 min)處理紅甜菜PPO,雖然能夠降低80%左右的活性,但是會破壞其色澤、質地和感官品質。Palma-Orozco等[12]也報道90 W的微波處理曼密蘋果PPO,在165 s時間內,其活性逐漸上升,而增加處理時間后,PPO的活性逐漸降低,這可能是微波處理一段時間后產生了一定的熱效應。

脈沖電場處理:Zhong等[13]報道PPO在25 kV/cm的脈沖電流中處理744 μs后,其相對活性降為原始活性的76.2%。Luo等[14]也采用脈沖電場處理PPO,結果表明,隨著脈沖電場強度的增加,PPO的活性逐漸降低,用12 kV/cm脈沖電場處理325 μs后,其相對活性降為原始活性的31%。

1.2 化學法

化學法通常是通過添加抑制劑以抑制PPO,酶抑制劑種類繁多,抑制機理比較復雜,不同類型的抑制劑其抑制機理也各不相同,如螯合劑與酶分子中銅離子結合[15],與酶分子競爭底物的結合位點[16],或與活性中心以外的親和集團形成復合物,產生空間位阻[17]等。主要方法有:

SO2及其亞硫酸鹽法:SO2或亞硫酸鹽是使用較早的化學抑制劑,如Gao等[18]報道用1.0 mmol/L亞硫酸鈉處理白花菜菜葉PPO后,其活性僅為原始活性的18%。王偉等[19]也報道過亞硫酸氫鈉能不可逆地與醌生成無色的加成產物,直接作用于酶,降低其與酚類物質作用的活力。

酸處理:酸處理是化學處理手段中用的較多的方法之一,近幾年來,有機酸的使用相對較多,主要有檸檬酸、抗壞血酸、草酸、對-烷基苯甲酸。有機酸可能對銅離子位點具有較強的螯合作用[20],但也可能是酸的存在改變了酶促反應體系的pH,由于不同來源的PPO都存在其相應的最適pH,故pH的變化導致酶活性發生改變。本課題組報道過用不同濃度檸檬酸處理蘑菇PPO,當檸檬酸濃度達到60 mmol/L時,PPO的活性明顯受到抑制[21]。有報道認為抗壞血酸不是與PPO直接反應,而是通過減少被氧化底物來遏制褐變的發生[22]。Huang等[23]發現草酸能夠較好地抑制儲藏過程中酶促褐變反應對香蕉感官品質的影響。Lin等[24]發現對-烷基苯甲酸對馬鈴薯PPO有較強的抑制作用,六種抑制劑的抑制強度順序為:對-丙基苯甲酸<對-叔丁基苯甲酸<對-戊基苯甲酸<對-己基苯甲酸<對-庚基苯甲酸<對-辛基苯甲酸。

阿魏酸、兒茶素及其他抑制劑:有文章報道阿魏酸和兒茶素能與酶促褐變反應的中間產物作用,抑制多巴色素的形成[25]。除了上述抑制劑,還有其他抑制劑對PPO有一定的抑制作用,如SDS[26]、EDTA[27]、谷胱甘肽[27]、β-巰基乙醇[28]等,但不同的抑制劑其抑制機理各不相同。

PPO的來源很廣泛,這就必然造成不同種類的PPO之間存在一定的差異性,相同抑制劑對不同PPO產生的抑制效果也會不一樣。某些物質作為抑制劑并不是絕對的,低濃度時可能是激活劑[29],這也說明抑制劑的濃度是影響酶活性的重大因素。除此之外,還應考慮被作用的酶濃度的大小。

1.3 多種處理手段相結合

單種處理手段對抑制酶的活性往往存在很大的局限性,為了更加有效地抑制PPO的活性,遏制酶促褐變的發生,采用了多種方式結合并用的處理手段,包括物理結合化學法、物理法的疊加、多種化學抑制劑的共同作用。主要有:

靜高壓和CO2、熱結合處理:Ortuo等[30]利用靜高壓和CO2結合處理費約果泥,在相同壓力下,加入一定量的CO2能更好地抑制酶活,不同的靜高壓和CO2處理對PPO的抑制作用也各不相同。有報道還將高壓和熱抑制相結合,不同的溫度和壓力下,對蘋果PPO的抑制作用各不相同,在壓力超過300 MPa時,壓力和溫度對抑制酶的活性起著良好的協同作用[31]。

超聲結合酸、熱等處理:超聲處理對PPO的活性有一定的激活作用[32],而超聲和其他一些方式相結合能更好地抑制酶的活性。物理和化學法相結合中常用超聲處理與某些抑制劑相結合作用于PPO,如Jang等[33]發現超聲結合抗壞血酸對鮮切后的蘋果儲藏過程中PPO的抑制具有良好的協同作用。Niu等[34]發現超聲結合抗壞血酸或谷胱甘肽能有效地抑制PPO的活性,遏制全麥生面條的酶促褐變,且兩種結合方式中超聲結合抗壞血酸的抑制效果更加明顯。本課題組也報道過超聲結合中等濃度的蘋果酸能顯著地降低PPO的活性[35]。除了和酸結合外,超聲還可以與熱處理共同作用,Cheng等[36]研究發現超聲處理15 min后對PPO的活性幾乎沒有影響,熱處理(60 ℃)15 min后蘑菇PPO的活性大概降低了77.7%,而在同樣溫度下熱超聲處理15 min后,PPO的相對活性只有1.0%,說明熱超聲比超聲及熱處理單獨作用能更好地抑制PPO的活性。

物理法的疊加處理:紫外輻照和脈沖電場相結合對蘋果PPO具有一定的抑制作用,其效果雖不及熱處理,但能夠更好地保持蘋果汁的品質[37]。

抑制劑的結合處理:抑制劑的結合使用也是一種有效的抑制途徑,如Kim等[38]發現用殼聚糖包裹抗壞血酸棕櫚酸酯能提高對PPO的抑制作用,Arias等[22]報道抗壞血酸與4-己基間苯二酚(4-HR)結合比單獨使用兩種抑制劑的效果較好,兩者具有良好的協同效應。

2 PPO的抑制動力學

抑制劑的使用在解釋催化反應機制上有很大的價值,抑制劑又分為可逆抑制劑和不可逆抑制劑,通過研究抑制動力學,可以有效地判斷抑制劑對酶促反應的抑制類型。

2.1 可逆抑制

可逆抑制劑與PPO之間的酶促反應的抑制類型有競爭性抑制、非競爭性抑制、混合型抑制及反競爭性抑制。經過不同可逆抑制劑處理后的PPO,測定不同底物(如鄰苯二酚、對叔丁基鄰苯二酚、L-多巴等)濃度下酶促反應的初速率,根據米氏方程V=Vmax[S]/(Km+[S]),以1/[S]對1/V作Lineweaver-Burk雙倒數圖,從而求得抑制動力學參數(Km、Vmax)。

2.1.1 競爭性抑制 在可逆抑制劑中,最常見的是競爭性抑制劑,如Si等[39]報道用橙皮素處理蘑菇酪氨酸酶的半抑制濃度(IC50)為8.13×10-5mol/L,隨著橙皮素濃度的增加,酪氨酸酶的Vmax值不變,Km值增大,為競爭性抑制。高興祥等[40]研究了不同濃度曲酸對甜菜夜蛾PPO的抑制作用,發現曲酸濃度的變化會影響Km的變化,但對最大反應速度Vmax幾乎沒有影響,可以判斷曲酸為甜菜夜蛾PPO的競爭性抑制劑。Batista等[41]根據抑制動力學規律推知L-半胱氨酸對茄屬植物PPO抑制作用類型為競爭性抑制。Qiu等[42]采用5.0 mmol/L α-氰基-4-羥基肉桂酸處理蘑菇酪氨酸酶,其活性變為原始活性的29.1%。隨著抑制劑濃度的增加,Vmax值不變,Km值增大,抑制類型屬于競爭性抑制。最近的文章中還提到桑色素[43]和水楊酸[29]與PPO催化反應的抑制類型均表現為競爭性抑制。

2.1.2 非競爭性抑制 競爭性抑制劑能與底物爭奪酶分子的活性位點,而在非競爭性抑制中,抑制劑和底物分別與酶分子相結合,且互不影響。Nirmal等[25]報道隨著阿魏酸濃度的增加,Km值不變,Vmax值減小,表現為非競爭性抑制。本課題組發現隨著檸檬酸濃度的增加,PPO的Vmax值逐漸減小,檸檬酸濃度為40 mmol/L時,Vmax為原酶的19.3%;但不同檸檬酸處理過的PPO的Km幾乎沒有什么變化,這表明檸檬酸對蘑菇PPO催化鄰苯二酚反應是一種非競爭性抑制劑[44]。Batista等[41]報道硫脲、焦亞硫酸鈉對茄屬植物PPO的抑制類型為非競爭性抑制。Lin等[45]報道迷迭香酸和迷迭香酸甲酯對蘑菇酪氨酸酶的抑制模式均表現為非競爭性抑制。

2.1.3 混合型抑制 混合型抑制也叫混合型非競爭性抑制,是一種較復雜的非競爭性抑制。Nirmal等[25]發現兒茶素能與酶及酶-底物混合物以不同的親和力相結合,隨著兒茶素濃度的增加,Km值增大,Vmax值減小,對PPO的抑制模式為混合型。Si等[46-47]發現胡椒酸及波爾定堿對酪氨酸酶的抑制模式均為混合型。Arias等[22]用0.2 mmol/L 4-HR處理梨PPO后,發現Km值增大;Vmax值減小,其抑制類型表現為混合型,4-HR對PPO具有雙重作用,在無底物存在時,它能較好地使PPO以脫氧的形式失去活性;在有底物存在時,它能與底物相互競爭催化位點。Lin等[45]發現隨著胡麻黃素濃度的增加,Km和Vmax值均減小,且Km/Vmax的比值(雙倒數圖斜率)發生變化,表現為混合型抑制。

2.1.4 反競爭性抑制 在一底物反應中,反競爭性抑制劑則相對較少,這種抑制劑是與酶活性位點以外的部位結合,但不影響酶與底物的結合。高夢祥等[48]報道過VC對蓮藕PPO有較強的抑制作用,表現為褐變推遲出現,當VC濃度為5 mg/L時,滯后時間達到40 min左右。根據動力學方程顯示,Km和Vmax值均減小,且Km/Vmax的比值一直不變,呈現反競爭性抑制。

2.2 不可逆抑制

上述抑制類型均屬于可逆抑制,除此之外,酶抑制還存在不可逆抑制。不可逆抑制程度隨著抑制劑的濃度和抑制時間的增加而增強,不能通過米氏方程來判斷該類抑制作用,但可以用動力學方法加以區別。固定反應底物濃度,用不同濃度抑制劑作用于酶,以酶量為橫坐標,酶促反應速率為縱坐標作圖,若得到的曲線均通過原點,為可逆抑制;若得到的是一組平行線,則為不可逆抑制。楊定乾等[49]以菠蘿中的活性組分抑制雙孢菇酪氨酸酶,按照上述方法作圖發現三條曲線呈平行關系,為不可逆抑制。章思思等[50]報道氨基葡萄糖(G-NH2)對酪氨酸酶的抑制機理曲線是一組平行線,斜率基本不變,為不可逆抑制。

3 去折疊態PPO的構象變化及去折疊模型

蛋白質變性過程中存在三種狀態:天然態、中間態、去折疊態。在變性過程中,蛋白質從天然態直接轉變為去折疊態稱為“二態模型”,從天然態變為部分折疊中間態,并最終轉變為去折疊態稱為“三態模型”[51]。去折疊態(即變性態)是蛋白質獨特的三級結構瓦解而喪失相應生物學功能的一種存在形式[52]。用上述各種手段處理PPO,往往是使蛋白質從折疊態轉變到去折疊態的一個過程,在整個過程中,除了PPO的活性發生了改變,其分子構象也發生了很大的變化。

3.1 去折疊態PPO二級結構的變化

在蛋白質或多肽中,主要的光活性基團是肽鏈骨架中的肽鍵、芳香氨基酸殘基及二硫鍵,正是由于這些基團的存在才會使蛋白質具有圓二色性,通常以平均殘基橢圓率(θ)表示。目前常采用多功能圓二色光譜儀掃描得到遠紫外(178～250 nm)CD光譜來考察蛋白質二級結構的變化。一般蛋白質二級結構中α-螺旋在208、222 nm附近有負的特征吸收峰,β-折疊在216 nm附近有負的特征吸收峰[53],吸收峰的位置、強弱因蛋白質的不同而略有差異。除了用CD光譜來表征蛋白質的二級結構外,還可以用傅立葉變換紅外光譜對一定波數的掃描差譜曲線進行結構分析。

Luo等[14]在用脈沖電場處理PPO并研究其構象變化,當脈沖電流從8 kV/cm增加到20 kV/cm并處理52 μs時,發現PPO的活性從原始活性的94%降低至80%,二級結構中α-螺旋含量從56%下降至21%,而β-折疊含量則從11%上升至41%。在脈沖電流為12 kV/cm時,β-折疊的負吸收峰從215 nm偏移到了218 nm。Yi等[54]報道用靜高壓(1600 MPa,1 min)處理雙孢菇PPO,其活性變為原始活性的0.8%,經處理后的PPO二級結構中α-螺旋含量下降了7.7%,β-折疊上升了7.9%,且發現α-螺旋的減少會引起酶活性位點的機能障礙,從而導致酶的部分或者完全失活。Kanade等[26]報道在SDS及酸性條件對PPO的抑制過程中,α-螺旋的含量都有所下降。在Li等[55]的研究中發現經過30 MPa高壓CO2(HPCD)處理5～60 min后,蘋果PPO的相對活性降低了55%,隨著溫度、壓力、處理時間和周期的增加,橢圓率上升,α-螺旋含量下降,β-折疊含量增加;隨著溫度、壓力和周期的增加,β-轉角含量下降;隨著溫度、壓力和時間的增加,無規則卷曲含量下降。誘導方式不同,PPO的二級結構的變化可能也會不同,本課題組用DHPM處理蘑菇PPO,其二級結構發生了明顯的變化,但各組分含量并不是隨著壓力的遞增而有規律地變化[56];在用檸檬酸對PPO的改性中,PPO的負橢圓率隨檸檬酸濃度的增加而變大,α-螺旋含量逐漸下降,β-折疊含量逐漸增加,β-轉角和無規則卷曲含量有略微增加,但不是很明顯[21]。Shi等[57]通過傅立葉變換紅外光譜發現在高pH(pH10.0)時,α-螺旋和β-折疊含量迅速減少,β-轉角和無規則卷曲含量迅速增加。劉野等[58]用HPCD(30 MPa,60 min)處理PPO后,其活性為原始活性的16.0%,隨著處理壓強的升高,PPO氨基酸殘基的總體吸光度升高,峰形越來越尖銳,在1652 cm-1和1646 cm-1附近的峰強增大,α-螺旋和β-轉角含量升高,β-折疊含量降低。

3.2 去折疊態PPO三級結構的變化

關于蛋白質三級結構的研究,常用到X射線晶體衍射分析、核磁共振波譜(NMR)分析、同步熒光光譜分析等,而在PPO三級結構的報道中,熒光發射光譜分析用的較多,它是采用熒光分光光度計進行測定,分析熒光發射光譜的最大熒光強度及最大熒光發射峰,通常認為掃描得到的最大激發波長(285 nm)為酪氨酸和色氨酸的特征吸收峰。

有報道對經過超臨界CO2處理和熱處理后的PPO的熒光光譜進行分析,經熱處理和超臨界CO2處理后的PPO其熒光強度較對照樣有不同程度的下降,尤其是在35 ℃、35 MPa處理30 min后,熒光強度降到最低值,PPO的三級結構發生了顯著的變化[59]。劉野等[58]發現隨著HPCD和超高壓壓強的增大,PPO的熒光強度逐漸增加,表明這兩種處理可以改變芳香族氨基酸周圍的微環境,使PPO的三級結構發生變化。在Liu等[21,56]的研究中,先后用DHPM及檸檬酸處理PPO,前者使PPO的相對熒光強度降低,這可能是由于DHPM使PPO發生部分去折疊,原本在疏水性環境中的色氨酸及酪氨酸殘基或多或少地暴露在疏水性較弱的環境中;后者隨著檸檬酸濃度的增加,PPO的熒光強度逐漸降低,當濃度達到60 mmol/L時,其相對熒光強度變為77.3%,且最大發射峰從341 nm轉移到了344 nm處,發生了明顯的紅移。Sun等[60]報道在5 KGy輻照處理1 h后,PPO的活性變為原始活性的7%,隨著γ輻射強度(0～10 KGy)的增加,PPO熒光強度依次降低。

3.3 去折疊態PPO巰基及二硫鍵含量的變化

巰基(-S-H-)和二硫鍵(-S-S-)是蛋白質中重要的基團,具有很高的反應活性,常參與酶的催化、輔助因子的結合以及蛋白質分子構象的形成,兩者可以相互轉換。目前,測定巰基和二硫鍵含量的方法大都是參照Ellman的方法[61],并進行修改。

蛋白質中巰基及二硫鍵含量變化的研究雖然比較多,但是關于PPO中兩者含量變化的報道較少。壓力誘導的蛋白質變性是一個復雜的現象,可能是亞基之間的疏水鍵和鹽橋發生中斷造成的[62]。Yi等[54]發現靜高壓低于1000 MPa時,蘑菇PPO的巰基含量變化不大,當壓力高于1200 MPa時,巰基含量明顯增加,尤其在壓力為1600 MPa時,巰基含量達到最大,為7.89×10-5M/mg。劉建華[63]研究過瞬時高壓作用對早酥梨梨汁PPO的影響,隨著處理壓力的增大,其相對活性逐漸上升,巰基含量先增大后降低,壓力為130 MPa時達到最大;隨著處理次數的增加,巰基含量逐漸增大。本課題組還報道過未經DHPM處理之前,蘑菇PPO的巰基含量為3.3×10-4M/mg,經過處理后,隨著壓力的增加,巰基含量呈現先增后減的趨勢。PPO的亞基由一系列二硫鍵組成,當壓力為130 MPa時,巰基含量達到最大值,為3.46×10-4M/mg[56]。這可能是由于壓力小于130 MPa時,由于DHPM產生的物理作用,二硫鍵破裂生成新的表面自由巰基,當壓力大于130 MPa時,其中一部分巰基可能重組發生二硫鍵交換反應或通過氧化產生新的二硫鍵[64]。采用其他去折疊方法抑制和鈍化PPO后,其巰基及二硫鍵含量是否會有變化以及會有怎樣的變化,這個問題亟待在對PPO的進一步研究中得到解答。

3.4 PPO的去折疊模型

在對PPO去折疊態的描述中提到過蛋白質的“二態模型”以及“三態模型”,在利用各種手段誘導PPO去折疊的整個過程究竟是符合“二態模型”還是“三態模型”,該過程中是否存在折疊中間態,可以通過相圖法進行研究。熒光相圖法是一種根據蛋白質內源熒光發射光譜特定部位的熒光強度作出熒光相圖,進而直觀地獲得蛋白質去折疊過程結構變化信息的方法[51],以熒光分光光度計測定樣品內源熒光發射譜,扣除對照體系的內源熒光發射譜后讀取內源熒光強度(一般為320 nm和365 nm[52])分別記為I(λ1)、I(λ2),I(λ1)對I(λ2)作圖則為熒光相圖。若熒光相圖表現為線性,則表示相應的去折疊過程符合“全或無模型”或“二態模型”,表示這一蛋白質的去折疊過程無部分折疊中間態存在;反之,若表現為非線性,則表示這一蛋白質的去折疊過程是一個序變過程,可能存在著一個或多個折疊中間態[65],即“三態模型”。關于PPO去折疊模型的研究只有極少數報道,在最近的文獻中,Ioni?等[66]在熱誘導引起的酪氨酸酶構象變化中提到隨著溫度的升高,酪氨酸酶四聚體結構分裂,在較高溫度下,酶分子存在許多三維結構中間態(大多為低聚物),且相位圖呈現出非線性結構,由此可以判定該去折疊過程為“三態模型”。

4 展望

綜上,關于抑制手段對PPO活性的影響的研究比較豐富,一方面,大部分的物理處理手段已被研究;另一方面,人們致力于通過改變化學抑制劑或尋求新的物理化學結合的方法來抑制PPO的活性。但是對于處理之后PPO的分子構象變化的研究不是很多,且僅限于PPO的二級結構、三級結構等方面,而關于PPO的活性位點銅離子的變化、構象變化與酶促褐變反應之間的關聯、酶促褐變機理等還有待進一步探討。隨著科學技術的發展,現代生化技術與食品工業發展之間的聯系越來越緊密,在未來,蛋白質組學、分子模擬、折疊及去折疊動力學等更深層次的研究有望依托日益發展的科技力量得以實現更大的突破。

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Research progress in the inhibition of Polyphenoloxidase

XIONG Zhi-qiang,ZHOU Lei,LIU Wei*

(State Key Laboratory of Food Science and Technology,Nanchang University,Nanchang 330047,China)

Polyphenoloxidase(PPO)widely existed in all kinds of organisms,such as botanies,animals,funguses,bacteria and so on. It is also the main reason that leads to enzymatic browning. During food storage and processing,relevant technology are used to inhibit the activity of PPO in order to protect the nutrition,flavor and exterior quality from being damaged in a reasonable time. The inhibition of PPO,the effect of different methods on PPO activity,the research progress in the inhibition kinetics,the conformational changes of unfolded PPO and the unfolding models were summarized. At last,the development of the research was prospected in this review.

Polyphenoloxidase;inhibition;kinetics;conformation;unfolding

2014-12-15

熊志強(1992-)，男，碩士研究生，研究方向：食品加工與保藏，E-mail：xlhtn895311582@139.com。

*通訊作者:劉偉(1972-)，男，博士，教授，研究方向：食品高新技術與資源綜合利用，E-mail：liuwei@ncu.edu.cn。

國家自然科學基金(31460435)；江西省“贛鄱英才555工程”青年拔尖人才培養計劃。

TS201.1

A

1002-0306(2015)21-0394-07

10.13386/j.issn1002-0306.2015.21.074