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多酚氧化酶(Polypheoloxidase,PPO)存在于许多有机体中,如植物、动物、真菌、细菌等。它能够将酚类化合物氧化生成邻苯二酚,邻苯二酚再进一步氧化生成邻醌,是酶促褐变的主要原因,严重地影响了食品尤其是果蔬在加工和储运过程中的品质。能否有效地抑制多酚氧化酶的活性,直接关系到食品加工与保藏后的品质优劣及其经济价值。因此,选用高效安全的抑制剂抑制酶的活性十分必要。本文采用紫外可见分光光度计、荧光光度计、圆二色谱仪、原子力显微镜和计算机对接模拟技术等,分别研究了三种不同的多酚类物质(龙胆酸、芹菜素、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷)对PPO的抑制作用、抑制类型、抑制动力学、热力学性质、构象及微观形貌的影响,从分子水平上模拟并探讨多酚类物质与PPO的相互作用机理,为深入研究多酚类物质对PPO的抑制机理提供了理论参考。本文的主要内容如下:(1)简要介绍了多酚氧化酶的来源、结构、褐变机理等。综述了多酚氧化酶的研究现状,包括多酚氧化酶的抑制方法、抑制动力学、构象变化、微观形貌变化以及计算机对接模拟在多酚氧化酶研究中的应用。(2)采用龙胆酸、芹菜素和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷分别处理PPO,研究其对PPO酶学性质的影响。研究表明:随着龙胆酸、芹菜素和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷浓度的增加,PPO的相对活性逐渐降低。龙胆酸、芹菜素和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷对PPO的半抑制浓度(IC50)分别为2.10?10-3、3.92?10-5、3.05?10-5mol L-1。抑制能力大小比较:矢车菊素-3-O-葡萄糖苷>芹菜素>龙胆酸;龙胆酸和肉桂酸分别与芹菜素混合处理PPO均表现出协同效应,其中肉桂酸和芹菜素混合产生的协同效应更强,而矢车菊素-3-O-葡萄糖苷和芹菜素混合后对PPO活性的抑制表现为加和或次加和效应;龙胆酸和芹菜素对PPO的抑制类型均为混合型可逆抑制,矢车菊素-3-O-葡萄糖苷对PPO的抑制类型为不可逆抑制。龙胆酸对PPO的Ki和α分别为3.10?10-4 mol L-1、15.36,芹菜素对PPO的Ki和α分别为2.23?10-5 mol L-1、1.33;不同浓度龙胆酸、芹菜素和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷分别与PPO混合后在不同温度下热处理后,PPO的热稳定性逐渐降低。(3)采用龙胆酸、芹菜素和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷分别处理PPO,研究其与PPO的相互作用机理。研究表明:龙胆酸、芹菜素和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷均对PPO的内源荧光有很强的猝灭作用,PPO的三级结构发生了变化,其中龙胆酸处理PPO后其最大荧光发射峰发生红移。根据结合常数分析,发现龙胆酸和芹菜素在PPO上分别存在一个结合位点;龙胆酸、芹菜素和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷分别与PPO相互作用后,伴随着PPO的α-螺旋含量下降和β-折叠含量上升,PPO的二级结构发生了明显的变化;龙胆酸和芹菜素分别与PPO相互作用后,PPO分子基团的粗糙度、平均高度和平均宽度均变大,PPO的微观形貌发生了明显变化。矢车菊素-3-O-葡萄糖苷与PPO相互作用后,PPO分子基团的粗糙度、平均高度和平均宽度几乎不变,PPO的微观形貌无明显变化;龙胆酸和芹菜素进入到了PPO的疏水空腔,与PPO周边的氨基酸残基发生相互作用,并通过氢键、pi-pi相互作用和范德华力等作用力使对接构象变得更加稳定;矢车菊素-3-O-葡萄糖苷可能与PPO活性位点上的Cys83之间形成了共价键,也可能是矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的糖苷键断裂后与Met294中的S原子重新形成了稳定的共价键。