بوليفينول اوكسيديز وبالانجليزية (Polyphenol oxidase) (PPO)؛ أيضًا (polyphenol oxidase i ، chloroplastic)، وهو إنزيم يشارك في تحمير الفاكهة، وهو رباعي يحتوي على أربع ذرات من النحاس لكل جزيء.[1]
قد يقبل بوليفينول اوكسيديز ومونو فينول أو كاتيكول كركائز.[2] يعمل الانزيم عن طريق تحفيز إضافة الهيدروكسيل من مونوفينول الجزيئات فيها حلقة البنزين يحتوي على مجموعة هيدروكسيل واحدة مستبدلة إلى كاتيكول الفينولات جزيئات تحتوي على ثنائي الهيدروكسيل بدائل في 1 و2 مواقع، مع عدم وجود الكربون بينها.[3] يمكن أن تحفز أيضًا أكسدةثنائي الفينول لإنتاج 2،1-بنزوكينون.[4] يحفز بوليفينول اوكسيديز البلمرة السريعة لـ 2،1-بنزوكينون لإنتاج أصباغ سوداء أو بنية أو حمراء التي تسبب لون الفاكهة البني .
يوجد خليط من مونوفينول أوكسيديز وإنزيمات الكاتيكول أوكسيديز في جميع أنسجة النبات تقريبًا، ويمكن أيضًا العثور عليه في البكتيريا والحيوانات والفطريات. في الحشرات، توجد أوكسيديز البوليفينول الجلدي [16] ومنتجاتها مسؤولة عن تحمل الجفاف.
منتج تفاعل العنب (حمض الجلوتاثيونيل كفتاريك) هو مركب أكسدة ينتج عن عمل بوليفينول اوكسيديز على حمض الكفتاريك ويوجد في النبيذ. هذا اناتج المركب مسؤول عن انخفاض مستوى اللون البني في بعض أنواع النبيذ الأبيض.
تستفيد النباتات من مادة البوليفينول أوكسيديز كأحد مجموعة الدفاعات الكيميائية ضد الطفيليات.[17]
المثبطات
التيروزين هو مركب رئيسي لتفاعل التصبغ / اللون البني من خلال عمل أوكسيديز البوليفينول. التمييز في تفاعل التصبغ هذا مسؤول عن أنواع مختلفة من الأمراض والاضطرابات.[18]
هناك نوعان من مثبطات بوليفينول اوكسيديز، تلك التي تتنافس مع الأكسجين في موقع الإنزيم النحاسي وتلك التي تتنافس مع الفينولات. تم استخدام تينتوكسين أيضًا في الأبحاث الحديثة للقضاء على نشاط بوليفينول اوكسيديز من شتلات النباتات العليا.[19]
يتضمن اختبار قياس الطيف الضوئي الأكثر شيوعًا للأشعة المرئية / فوق البنفسجية مراقبة تكوين كينونات الاوكسيديز، وهي منتجات تفاعلات البوليفينول أوكسيديز المحفزة، أو استهلاك الركيزة.[24]
تم أيضًا استخدام طريقة القياس الطيفي البديل التي تتضمن اقتران كينونات الاوكسيديز مع الكواشف النووية مثل 3-ميثيل -2 بنزوثيازولينون هيدرازون هيدروكلوريد (MBTH).[25]
بوليفينول أوكسيديز هو إنزيم موجود في جميع أنحاء الممالك النباتية والحيوانية،[30] بما في ذلك معظم الفواكه والخضروات.[31] بوليفينول اوكسيديز له أهمية لصناعة المواد الغذائية لأنه يحفز اللون البني الإنزيمي عندما تتضرر
الأنسجة من الكدمات أو الضغط أو المسافات البادئة، مما يجعل المنتج أقل قابلية للتسويق ويسبب خسارة اقتصادية.[30][31][32] يمكن أن يؤدي الاسمرار الإنزيمي الناتج عن بوليفينول اوكسيديز أيضًا إلى فقدان المحتوى الغذائي في
الفواكه والخضروات، مما يؤدي إلى زيادة انخفاض قيمتها.[10][30][31] نظرًا لوجود ركائز تفاعلات بوليفينول اوكسيديز هذه في فجوات الخلايا النباتية التي تضررت بشكل أساسي بسبب الحصاد غير السليم، فإن بوليفينول اوكسيديز تبدأ سلسلة تفاعلات اللون البني.
[32][33] يؤدي التعرض للأكسجين عند تقطيعه إلى شرائح أو هرسه أيضًا إلى الاسمرار الإنزيمي بواسطة بوليفينول اوكسيديز في الفواكه والخضروات.[31] تتضمن الأمثلة التي يكون فيها تفاعل اللون البني المحفز بواسطة بوليفينول اوكسيديز مرغوبًا فيه الأفوكادو، والبرقوق، وعنب السلطانة، والشاي الأسود، وحبوب البن الخضراء.[10][31]
في المانجو
في المانجو، ينتج اللون البني الإنزيمي المحفز بوليفينول اوكسيديز بشكل أساسي عن حرق النسغ الذي يؤدي إلى تحول لون الجلد إلى اللون البني. الكاتيكول أوكسيديز من نوع بوليفينول اوكسيديز في البلاستيدات الخضراء لخلايا جلد المانجو وركائزها الفينولية في الفجوات. لذلك فإن حرق النسغ هو الحدث البادئ لـ بوليفينول اوكسيديز في جلد المانجو، حيث إنه يكسر حجرات الخلايا.[33] يوجد بوليفينول اوكسيديز في جلد المانجو والنسغ واللب، مع أعلى مستويات النشاط في الجلد.[31]
يتواجد اوكسيديز الكاتيكول في البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا لجميع أجزاء التفاحة، [31] وهو الإنزيم الرئيسي المسؤول عن الاسمرار الإنزيمي للتفاح.[35] نظرًا للزيادة في طلب المستهلكين على الفواكه والخضروات المعدة مسبقًا، كان حل الاسمرار الإنزيمي مجالًا مستهدفًا للبحث وتطوير المنتجات الجديدة.[36] على سبيل المثال، يعتبر التفاح المقطّع مسبقًا منتجًا استهلاكيًا جذابًا، لكن تقطيع التفاح إلى شرائح يحفز نشاط اوكسيديز الكاتيكول، مما يؤدي إلى تحمير الأسطح
المقطوعة وتقليل جودتها الجمالية.[36] يحدث التحمير أيضًا في عصائر التفاح والمهروس عندما يتم التعامل معها أو معالجتها بشكل سيئ.[37]
المشمش كفاكهة تبلغ ذروتها يخضع لنضوج سريع بعد الحصاد. يمكن تنشيط شكل بولي فينول اوكسيديز الكامن تلقائيًا خلال الأسابيع الأولى من التخزين، مما ينتج عنه إنزيم نشط بوزن جزيئي 38 كيلو دالتون.[39]
توجد بتركيزات عالية في قشر درنة البطاطس و1-2 ملم من نسيج القشرة الخارجية، يستخدم بوليفينول اوكسيديز في البطاطس كدفاع ضد افتراس الحشرات، مما يؤدي إلى الاسمرار الإنزيمي من تلف الأنسجة.
الهيموسيانين متماثل مع أوكسيديز الفينول (مثل التيروزيناز ) حيث أن كلا الإنزيمين يشتركان في تنسيق الموقع النحاسي النشط. يُظهِر الهيموسيانين أيضًا نشاط بوليفينول اوكسيديز، ولكن مع حركية بطيئة من كتلة ستريكية أكبر في الموقع النشط. يحسن التمسخ الجزئي في الواقع نشاط بوليفينول اوكسيديز للهيموسيانين من خلال توفير وصول أكبر إلى الموقع النشط.[46]
يحفز تصنيع أورون [47] تكوين الأورونات. أورون سينسيز تنقيته من بقية كبيرة الأزهار يظهر ضعف التيروزينيز النشاط ضد إنزولتيكويريتجينين، ولكن هذا الإنزيم لا يتفاعل مع الكلاسيكية التيروزينيز ركائز التيروسينوالثيامين، وبالتالي يجب أن تصنف على أنها أوكسيديز الكاتيكول.[48]
^"High level protein-purification allows the unambiguous polypeptide determination of latent isoform PPO4 of mushroom tyrosinase". Phytochemistry. ج. 99: 14–25. مارس 2014. DOI:10.1016/j.phytochem.2013.12.016. PMID:24461779. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف |PMCID= تم تجاهله يقترح استخدام |pmc= (مساعدة)
^"Latent and active abPPO4 mushroom tyrosinase cocrystallized with hexatungstotellurate(VI) in a single crystal". Acta Crystallographica. Section D, Biological Crystallography. ج. 70 ع. Pt 9: 2301–15. سبتمبر 2014. DOI:10.1107/S1399004714013777. PMID:25195745. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف |PMCID= تم تجاهله يقترح استخدام |pmc= (مساعدة)
^"A Peptide-Induced Self-Cleavage Reaction Initiates the Activation of Tyrosinase". Angewandte Chemie. ج. 58 ع. 22: 7475–7479. مايو 2019. DOI:10.1002/anie.201901332. PMID:30825403. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف |PMCID= تم تجاهله يقترح استخدام |pmc= (مساعدة)
^ ابجد"Enzymatic browning in avocado (Persea americana) revisited: History, advances, and future perspectives". Critical Reviews in Food Science and Nutrition. ج. 57 ع. 18: 3860–3872. ديسمبر 2017. DOI:10.1080/10408398.2016.1175416. PMID:27172067.
^"The multiple forms of mushroom tyrosinase. Association-dissociation phenomena". The Journal of Biological Chemistry. ج. 244 ع. 6: 1593–9. مارس 1969. DOI:10.1016/S0021-9258(18)91800-4. PMID:4975157.
^"On the nature of highly purified mushroom tyrosinase preparations". Archives of Biochemistry. ج. 23 ع. 1: 29–44. أغسطس 1949. PMID:18135760.
^"Similar but Still Different: Which Amino Acid Residues Are Responsible for Varying Activities in Type-III Copper Enzymes?". ChemBioChem. ج. 22 ع. 7: 1161–1175. أكتوبر 2020. DOI:10.1002/cbic.202000647. PMID:33108057. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف |PMCID= تم تجاهله يقترح استخدام |pmc= (مساعدة)
^"Quinone methide formation from 4-alkylcatechols: a novel reaction catalyzed by cuticular polyphenol oxidase". FEBS Letters. ج. 155 ع. 1: 65–68. مايو 1983. DOI:10.1016/0014-5793(83)80210-5.
^"Lack of involvement of polyphenol oxidase in ortho-hydroxylation of phenolic compounds in mung bean seedlings". Physiologia Plantarum. ج. 54 ع. 4: 381–385. أبريل 1982. DOI:10.1111/j.1399-3054.1982.tb00696.x.
^"Time-dependent inhibition of grape polyphenol oxidase by tropolone". J. Agric. Food Chem. ج. 39 ع. 6: 1043–1046. 1991. DOI:10.1021/jf00006a007.
^"Content of phenolic substances in basidiomycetes". Mycological Research. ج. 101 ع. 5: 552–556. مايو 1997. DOI:10.1017/S0953756296003206.
^"Extraction and partial characterization of polyphenol oxidase from banana (Musa acuminata Grande naine) roots". Plant Physiology and Biochemistry. ج. 44 ع. 5–6: 308–14. 2006. DOI:10.1016/j.plaphy.2006.06.005. PMID:16814556.
^"A review on spectrophotometric methods for measuring the monophenolase and diphenolase activities of tyrosinase". Journal of Agricultural and Food Chemistry. ج. 55 ع. 24: 9739–49. نوفمبر 2007. DOI:10.1021/jf0712301. PMID:17958393.
^"Direct spectrophotometric assay of monooxygenase and oxidase activities of mushroom tyrosinase in the presence of synthetic and natural substrates". Analytical Biochemistry. ج. 312 ع. 1: 23–32. يناير 2003. DOI:10.1016/S0003-2697(02)00408-6. PMID:12479831.
^"A continuous spectrophotometric method for determining the monophenolase and diphenolase activities of apple polyphenol oxidase". Analytical Biochemistry. ج. 231 ع. 1: 237–46. أكتوبر 1995. DOI:10.1006/abio.1995.1526. PMID:8678307.
^"Polyphenol oxidase activity staining in polyacrylamide electrophoresis gels". Journal of Biochemical and Biophysical Methods. ج. 34 ع. 2: 155–9. مارس 1997. DOI:10.1016/S0165-022X(96)01201-8. PMID:9178091.
^"Tyrosine hydroxylation catalyzed by mammalian tyrosinase: an improved method of assay". Biochemical and Biophysical Research Communications. ج. 16 ع. 2: 188–94. يونيو 1964. DOI:10.1016/0006-291X(64)90359-6. PMID:5871805.
^"Oxidation of monohydric phenol substrates by tyrosinase. An oximetric study". The Biochemical Journal. ج. 288 ع. Pt 1: 63–7. نوفمبر 1992. DOI:10.1042/bj2880063. PMID:1445282. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف |PMCID= تم تجاهله يقترح استخدام |pmc= (مساعدة)
^"Development and Application of an NMR-Based Assay for Polyphenol Oxidases". ChemistrySelect. ج. 2 ع. 32: 10435–41. نوفمبر 2017. DOI:10.1002/slct.201702144.
^ ابج"Properties of polyphenol oxidase from Anamur banana (Musa cavendishii)". Food Chemistry. ج. 100 ع. 3: 909–913. 2007. DOI:10.1016/j.foodchem.2005.10.048.
^ ابجدهوز"Polyphenol oxidase and peroxidase in fruits and vegetables". Critical Reviews in Food Science and Nutrition. ج. 15 ع. 1: 49–127. 1981. DOI:10.1080/10408398109527312. PMID:6794984.
^ اب"Polyphenol Oxidase Enzymes in the Sap and Skin of Mango Fruit". Functional Plant Biology. ج. 20 ع. 1: 99–107. 1993. DOI:10.1071/pp9930099. ISSN:1445-4416.
^"Enzymatic browning reactions in apple and apple products". Critical Reviews in Food Science and Nutrition. ج. 34 ع. 2: 109–57. 1994. DOI:10.1080/10408399409527653. PMID:8011143.
^"Purification and Characterization of Latent Polyphenol Oxidase from Apricot (Prunus armeniaca L.)". Journal of Agricultural and Food Chemistry. ج. 65 ع. 37: 8203–8212. سبتمبر 2017. DOI:10.1021/acs.jafc.7b03210. PMID:28812349. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف |PMCID= تم تجاهله يقترح استخدام |pmc= (مساعدة)
^"Inhibition of apricot polyphenol oxidase by combinations of plant proteases and ascorbic acid". Food Chemistry. ج. 4: 100053. ديسمبر 2019. DOI:10.1016/j.fochx.2019.100053. PMID:31650127. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف |PMCID= تم تجاهله يقترح استخدام |pmc= (مساعدة)
^"Aurone synthase is a catechol oxidase with hydroxylase activity and provides insights into the mechanism of plant polyphenol oxidases". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. ج. 113 ع. 13: E1806-15. مارس 2016. Bibcode:2016PNAS..113E1806M. DOI:10.1073/pnas.1523575113. PMID:26976571. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف |PMCID= تم تجاهله يقترح استخدام |pmc= (مساعدة)
^"Latent and active aurone synthase from petals of C. grandiflora: a polyphenol oxidase with unique characteristics". Planta. ج. 242 ع. 3: 519–37. سبتمبر 2015. DOI:10.1007/s00425-015-2261-0. PMID:25697287. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف |PMCID= تم تجاهله يقترح استخدام |pmc= (مساعدة)
معرفات كيميائية
قاعدة بيانات المُكوِّنات التجميلية (CosIng): 59921