بوليفينول اوكسيديز

بوليفينول اوكسيديز وبالانجليزية(Polyphenol oxidase)(PPO)؛ أيضًا (polyphenol oxidase i ، chloroplastic)، وهوإنزيميشارك فيتحمير الفاكهة، وهورباعييحتوي على أربع ذرات من النحاس لكل جزيء.
قد يقبل بوليفينول اوكسيديز ومونو فينول أو كاتيكول كركائز.يعمل الانزيم عن طريق تحفيز إضافةالهيدروكسيلمن مونوفينول الجزيئات فيهاحلقة البنزينيحتوي على مجموعةهيدروكسيلواحدة مستبدلة إلى كاتيكولالفينولاتجزيئات تحتوي على ثنائيالهيدروكسيلبدائل في 1 و2 مواقع، مع عدم وجود الكربون بينها.يمكن أن تحفز أيضًاأكسدةثنائي الفينوللإنتاج2،1-بنزوكينون.يحفز بوليفينول اوكسيديزالبلمرةالسريعة لـ2،1-بنزوكينونلإنتاج أصباغ سوداء أو بنية أو حمراء التي تسبب لونالفاكهة البني.
يحتوي التيروزين فيالأحماض الأمينيةعلى حلقة فينولية واحدة يمكن أن تتأكسد بفعل بوليفينول اوكسيديز لتكوين2،1-بنزوكينون. ومن ثم، يمكن أيضًا الإشارة إلى بوليفينول اوكسيديز باسمالتيروزينات.
تشمل الأطعمة الشائعة التي تنتج الإنزيمالفطر(غاريقون ثنائي البوغ)،التفاح،الأفوكادو،والخس.
يتم إدراجغاريقون ثنائي البوغعلى أنهمورفين، وهو بروتين يمكنه تكوين اثنين أو أكثر من أوليغومرات متجانسة مختلفة (أشكال مورفين)، ولكن يجب أن يتفكك ويغير شكله للتحويل بين الأشكال. كان موجودا باعتبارهمونومر، أرتب،رباعي القسيمات،قليل القسيمات،خلقوظائف متعددة.
في النباتات، اوكسيديز الكاتيكول هوإنزيم بلاستيدمع تخليق ووظيفة غير واضحة. في البلاستيدات الخضراء الوظيفية، قد تشارك في كيمياء الأكسجين مثل وساطةالفسفرة الضوئية الحلقية الكاذبة.
تسميات الإنزيم تميز بين إنزيمات مونوفينول أوكسيديز (التيروزينات) وداي فينول اوكسيديزإنزيمات أوكسيدوروكتاز الأكسجين (كاتيكول أوكسيديز). يتم التحكم في تفضيلالركيزةللتيروزيناتوأكسيدات الكاتيكولبواسطة الأحماض الأمينيةحولأيونيالنحاسفيالموقع النشط.
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 الجلديومنتجاتها مسؤولة عنتحمل الجفاف.
منتج تفاعل العنب (حمض الجلوتاثيونيل كفتاريك) هو مركب أكسدة ينتج عن عملبوليفينول اوكسيديزعلى 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 ضدالطفيليات.
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.
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.
التروبولونهو مثبطأوكسيديز بوليفينول العنب.مثبط آخر لهذا الإنزيم هوبيروسلفيت البوتاسيوم(K2S2O5).يتم تثبيط جذر الموز بوليفينول اوكسيديز بشدة بواسطة ديثيوثريتولوميتابيسلفيت الصوديوم.
تم تطوير العديد من الاختبارات لمراقبة نشاط أوكسيديز البوليفينول ولتقييم فعالية تثبيط مثبطات أوكسيديز البوليفينول. على وجه الخصوص،يتم تطبيق فحوصات قياس الطيف الضوئي بالأشعة فوق البنفسجية / المرئية (UV / Vis)على نطاق واسع.
يتضمن اختبار قياس الطيف الضوئي الأكثر شيوعًا للأشعة المرئية/ فوق البنفسجية مراقبة تكوينكينونات الاوكسيديز، وهي منتجات تفاعلات البوليفينول أوكسيديز المحفزة، أو استهلاك الركيزة.
تم أيضًا استخدام طريقة القياسالطيفي البديل التي تتضمن اقتران كينونات الاوكسيديز معالكواشفالنووية مثل 3-ميثيل -2 بنزوثيازولينون هيدرازون هيدروكلوريد (MBTH).
تم الإبلاغ أيضًا عن تقنيات أخرى، مثل فحوصات تلطيخ النشاط باستخدامالرحلان الكهربائي للهلام متعدد الأكريلاميد،المقايسات المشعة القائمة علىالتريتيوممقايسة استهلاك الأكسجين،
والمقايسة القائمة على الرنين المغناطيسي النووي (NMR)..
بوليفينول أوكسيديز هو إنزيم موجود في جميع أنحاء الممالك النباتية والحيوانية،بما في ذلك معظم الفواكه والخضروات.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.يمكن أن يؤدي الاسمرار الإنزيمي الناتج عن بوليفينول اوكسيديز أيضًا إلى فقدان المحتوى الغذائي في
الفواكه والخضروات، مما يؤدي إلى زيادة انخفاض قيمتها.نظرًا لوجود ركائز تفاعلات بوليفينول اوكسيديز هذه فيفجواتالخلايا النباتية التي تضررت بشكل أساسي بسببالحصادغير السليم، فإن بوليفينول اوكسيديز تبدأ سلسلة تفاعلات اللون البني.
يؤدي التعرض للأكسجين عند تقطيعه إلى شرائح أو هرسه أيضًا إلى الاسمرار الإنزيمي بواسطة بوليفينول اوكسيديز في الفواكه والخضروات.تتضمن الأمثلة التي يكون فيها تفاعل اللون البني المحفز بواسطة بوليفينول اوكسيديز مرغوبًا فيه الأفوكادو، والبرقوق، وعنب السلطانة، والشاي الأسود، وحبوب البن الخضراء.
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.يوجد بوليفينول اوكسيديز في جلد المانجو والنسغ واللب، مع أعلى مستويات النشاط في الجلد.
يتسبب اوكسيديز الكاتيكول في الأفوكادووهي عملية متعددة الخطوات تتضمن تفاعلات الأكسدة لكل من مونوفينول اوكسيديزوعديد الفينول، مما يؤديإلى تحويل منتجات 2،1-بنزوكينونلاحقًا بشكل لا رجعة فيه إلىأصباغبوليمريةبنية (الميلانين).
يتواجد اوكسيديز الكاتيكول في البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا لجميع أجزاء التفاحة،وهو الإنزيم الرئيسي المسؤول عن الاسمرار الإنزيمي للتفاح.نظرًا للزيادة في طلب المستهلكين على الفواكه والخضروات المعدة مسبقًا، كان حل الاسمرار الإنزيمي مجالًا مستهدفًا للبحث وتطوير المنتجات الجديدة.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.يحدث التحمير أيضًا في عصائر التفاح والمهروس عندما يتم التعامل معها أو معالجتها بشكل سيئ.
تفاح القطب الشمالي، مثال علىالفاكهة المعدلة وراثيًاالمصممة لتقليل نشاط اوكسيديز الكاتيكول، هي مجموعة منالتفاح المسجل كعلامة تجاريةتحتوي على سمة غير بنية مشتقة منإسكات الجيناتلقمع التعبير عن اوكسيديز الكاتيكول، وبالتالي تثبيط لون الفاكهة.
المشمشكفاكهة 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.
تشكل تركيبات حمض الأسكوربيك/البروتيازطريقة عملية واعدة لمكافحة اللون البني حيث حافظت مهروسالمشمشالمعالج على لونها.
توجد بتركيزات عالية في قشردرنة البطاطس و1-2ملم من نسيج القشرة الخارجية، يستخدم بوليفينول اوكسيديز في البطاطس كدفاع ضد افتراس الحشرات، مما يؤدي إلى الاسمرار الإنزيمي من تلف الأنسجة.
تلف أنسجة جلد درنة البطاطس إلى تعطيل تجزئة الخلايا، مما يؤدي إلى اللون البني. يتم إنتاج الأصباغ البنية أو السوداء من تفاعل منتجاتبوليفينول اوكسيديزمع مجموعات الأحماض الأمينيةفي الدرنة.
في البطاطس، لا يتم التعبير عن جينات بوليفينول اوكسيديز فقط في درنات البطاطس، ولكن أيضًا في الأوراقوالأعناقوالزهور والجذور.
في الجوز (جوز شائع)، تم تحديد جينين مختلفين يشفران بوليفينول أوكسيديز. وهمامتشابهات الانزيمتفضل مختلفةركائز،
كما يظهربوليفينول اوكسيديز النشاط العالي نحومونو فينولات، في حين أن بوليفينول اوكسيديز أكثر نشاطا نحو داي فينولات.
يحول أوكسيديز الكاتيكولأحاديمنحمضالكافيكإلىكينون وميلانينفيالخلاياالمصابة.
بروفينول اوكسيديز هو شكل معدل منالاستجابة التكميليةالموجودة في بعض اللافقاريات، بما في ذلكالحشراتوسرطان البحروالديدان.
الهيموسيانينمتماثل مع أوكسيديز الفينول (مثلالتيروزيناز) حيث أن كلا الإنزيمين يشتركان في تنسيق الموقع النحاسي النشط. يُظهِر الهيموسيانين أيضًا نشاط بوليفينول اوكسيديز، ولكن مع حركية بطيئة منكتلة ستريكيةأكبر في الموقع النشط. يحسن التمسخ الجزئي في الواقع نشاط بوليفينول اوكسيديز للهيموسيانين من خلال توفير وصول أكبر إلى الموقع النشط.
يحفز تصنيع أورونتكوين الأورونات. أورون سينسيز تنقيته منبقية كبيرة الأزهاريظهر ضعفالتيروزينيزالنشاط ضد إنزولتيكويريتجينين، ولكن هذا الإنزيم لا يتفاعل مع الكلاسيكيةالتيروزينيزركائزالتيروسينوالثيامين، وبالتالي يجب أن تصنف على أنها أوكسيديز الكاتيكول.