Muşmula (Mespilus germanica L. ) meyvelerinin olgunlaşması sırasındaki polifenol oksidazın karakterizasyonu
Characterization of polyphenol oxidase of medla (Mespilus germanica L. ) fruit throughout ripening
Yazar: ÖRENAY DEMİR
Danışman: DOÇ.DR. FAİK AHMET AYAZ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu çalışmada, muşmula (Mespilus germanica L.) bitkisinin, bitkinin tamamençiçeklenmesinin ardından 193. gün (1.safha), 207. gün (2. safha) ve 214. gün (3. safha)olmak üzere üç ayrı olgunluk safhası meyvelerinden hazırlanan ekstraklarda çeşitlibiyokimyasal ve kinetik veriler yönünden polifenol oksidaz (PFO) aktivitesi detaylı birşekilde incelenmiştir. mL'deki mg protein miktarı en yüksek olan meyveler,çiçeklenmeden itibaren 207. güne ait olan 2. safha meyveleri olarak tespit edilmiştir(3,897mg/mL). PHPPA(3-(4-hidroksifenil)-propionik asit), tirosin, 4-metil katekol, katekolve L-DOPA (L-dihidroksifenilalanin) gibi fenolik substratların oksidasyonunu etkin birşekilde katalizleyen muşmula PFO'ı her bir substrat ile spesifik pH ve sıcaklıkdeğerlerinde etkileşim göstermiştir. Yapılan çalışmalar sonunda enzimin katalitik aktivitegösterdiği optimum pH ve sıcaklık değerleri sırasıyla, 1. safha için pH 7.0 ve 30-40oC,2.safha için pH 4.0 ve 10-20oC, 3. safha için de pH 5.0 ve 10-30oC olduğu tespit edilmiştir.Yapılan deneyler, optimum protein konsantrasyonunun her üç olgunluk safhasında da0,1mg/mL olduğunu ortaya koymuştur. Yapılan kinetik çalışmalar sonucunda muşmulameyvesinin PFO'ının basit Michaelis-Menten kinetiğine uyduğu ve en yüksek ilgiyi4-metil katekol substratına karşı gösterdiği gözlenmiştir. Lineweaver-Burk eğrilerinebakıldığında 4-metil katekol varlığında Vmaks ve Km değerlerinin 1.safha için 476 ÂµM/dak.mg protein ve 26 mM, 2. safha için 256 ÂµM/dak. mg protein ve 12 mM ve 3. safha için de222 ÂµM/dak. mg protein ve 8 mM olduğu tespit edilmiştir. Sodyum azid,sodyummetabisülfit, askorbik asit ve tiyoüre gibi PFO inhibitörleri enzim aktivitesiniinhibe etmeyi başarmıştır. Ayrıca Cu2+, Hg2+, Mn2+, Zn2+, Al3+, Ni2+, Cd2+, Fe3+, K+, Ca2+gibi monovalent, divalent ve trivalent metal iyonları da çoğunlukla enzim aktivitesiniinhibe etmiştir. Mn2+, Zn2+, Al3+, Ni2+ ve Fe3+ iyonlarının ise değişik olgunluk safhalarındaaktivasyona neden olduğu gözlenmiştir.

Abstract:
In this study, polyphenol oxidase (PFO) activity has been examined in details inrespect of various biochemical and kinetic data in the extracts prepared out of fruits ofmedlar (Mespilus germanica L.) in three separate ripening maturity of Day 193(Stage 1), Day 207 ( Stage 2) and Day 214 (Stage 3) following completely blooming. Ithas been found that the fruits having the highest proportion of mg protein in mL are thefruits of Day 207 belonging to Stage 2 from blooming (3,897 mg/mL). PFO of medlarwhich actively catalyzes oxidization of phenolic substrates such as PHPPA (3-(4-hydroxiphenil)-propionic acid), tirosine, 4-methyl catecol, catecol and L-DOPA (L-dehydroxiphenilalanyn) has effect on each substrate together with specific pH andtemperature values. After the works made accordingly, it has been proved that optimumpH and temperature values for working of enzyme are respectively as follows: pH 7.0 and30-40oC for Stage 1, pH 4.0 and 10-20oC for Stage 2 and pH 5.0 and 10-30oC for Stage 3.According to the experiments realized, it has been found out that optimum proteinconcentration is 0,1mg/mL on each three ripening stages. As the result of the kineticworks, it has been observed that medlar PFO is in accordance with the simple Michaelis-Menten kinetics and shows the highest interest against, 4-methyl catecol substrate. Whenwe have a Lineweaver curves, it has been found that Vmaks and Km values, in theexistence of 4-methyl catecol, are 476 M/min. mg protein and 26 mM for Stage 1, 256M/min. mg protein and 12 mM for Stage 2 and 222 M/min. mg protein and 8 mM forStage 3. PFO inhibitors such as sodium azyd, sodiummetabisulfite, ascorbic acid andthiourea have accomplished to inhibit enzyme activity. Also, monovalent, divalent andtrivalent metal ions such as Cu2+, Hg2+, Mn2+, Zn2+, Al3+, Ni2+, Cd2+, Fe3+, K+, Ca2+ mostlyinhibit enzyme activity. Observed that Mn2+, Zn2+, Al3+, Ni2+ and Fe3+ caused activation indifferent ripening stages.