金银花多酚氧化酶提取纯化、酶学性质及抑制效应研究

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金银花为植物忍冬的花蕾,其在采收后不易存放需及时干燥,而长时间的放置和不恰当的干燥往往造成金银花外观颜色劣变和药用品质的损失,前期研究结果证实,造成这一损失的主要原因是多酚氧化酶与酚类物质发生的酶促褐变,在外观颜色褐变的同时导致其活性成分绿原酸等含量的降低,影响其价值。本文以新鲜金银花为研究对象,通过匀浆浸提、盐析透析及柱层析,分离得到较纯的金银花多酚氧化酶;采用分光光度法和双倒数作图法对金银花多酚氧化酶的酶学性质、理化性质及其抑制剂进行了系统的研究。主要研究结果如下:本文采用匀浆浸提法提取金银花多酚氧化酶,经单因素和响应面实验得到金银花多酚氧化酶的最佳提取工艺条件为:料液比1:6.3,缓冲液pH8.03,PVPP添加量1g/100mL,提取时间1.71h,得到的PPO比活力为667.56U/mg;粗酶液经40%饱和硫酸铵沉淀,Tris-HCl透析12h后,经Sephadex G-100凝胶柱层析,而得到纯化的金银花多酚氧化酶,并通过SDS-PAGE电泳检测其纯度,其分子量约为43000D。研究发现金银花多酚氧化酶是一种耐碱、耐热酶,最适作用底物为绿原酸,米氏常数Km为0.0059mol/L,最大反应速率Vmax为4.5393OD/min,最适底物浓度为0.005mol/L,酶最适pH为9,在碱性环境中PPO活性较高,最适温度为40℃,40-60℃之间酶活保留较好,金属离子Fe2+,K+,Mg2+能够促进PPO活性的增大,Cu2+,Ba2+,Ca2+均对金银花PPO具有抑制作用,Zn2+,Mn2+对PPO活性具有双重作用,浓度低时激发PPO活性,浓度高于一定时抑制其活性。本文研究了抗坏血酸、4-己基间苯二酚、L-半胱氨酸、柠檬酸、丙酮对金银花多酚氧化酶的抑制效应,发现它们均对金银花多酚氧化酶有抑制作用,并随其浓度的增加抑制作用增强,半抑制浓度分别为0.062,0.053,0.140,0.048mmol/L,5.55%。抗坏血酸、4-己基间苯二酚、L-半胱氨酸、丙酮对金银花多酚氧化酶的抑制属于可逆抑制,柠檬酸为不可逆抑制。通过双倒数作图分析得出抗坏血酸、4-己基间苯二酚、L-半胱氨酸、丙酮对金银花多酚氧化酶抑制类型分别为混合性,竞争性,反竞争性,非竞争性。抗坏血酸对酶的抑制常数KI为1.620mmol/L,对酶-底物络合物抑制常数KIS为1.995mmol/L;4-己基间苯二酚对游离酶的抑制常数KI为4.587mmol/L,对酶-底物络合物的抑制常数KIS为0;L-半胱氨酸对游离酶的抑制常数KI为0,对酶-底物络合物的抑制常数KIS为3.780mmol/L;丙酮对酶和酶-底物络合物的抑制常数KI和KIS均为1.530mmol/L。
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