基於過渡態底物研究蓮子多酚氧化酶促褐變機制

《基於過渡態底物研究蓮子多酚氧化酶促褐變機制》是依託南昌大學，由劉小如擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於過渡態底物研究蓮子多酚氧化酶促褐變機制
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉小如
• 依託單位：南昌大學

項目摘要

新鮮蓮子因酚類物質豐富組織嬌嫩極易發生酶促褐變，嚴重影響其營養及經濟價值。研究蓮子酶促褐變機制，尋找有效抑制褐變的保鮮劑是當前蓮子貯藏加工中亟待解決的關鍵問題。酶催化反應過程中的過渡態底物對酶的親和力遠遠大於基態底物，且與酶的結合更為緊密，其作用不易隨底物濃度而改變。過渡態底物的確定有助於理解和闡明蓮子PPO促褐變的生化機制。因此，本項目擬從蓮子多酚中選擇最適蓮子PP0作用的靶底物作為最適特異性酚類底物，採用X-衍射、園二色譜及螢光探針等方法確定蓮子PPO與最適特異性酚類底物之間的結合方式、結合位點以及結合前後各自構型、構象的變化，再由褐變反應的過渡態底物切入，採用分子模擬、微量熱法研究反應動力學及熱力學性質，結合過渡態理論及量子化學理論分析過渡態底物變化及其結構特徵，嘗試基於過渡態底物探討並闡明蓮子PPO促褐變的生化機制，為尋找安全高效的蓮子抑制褐變及儲藏保鮮方法提供新思路。

結題摘要

新鮮蓮子因酚類物質豐富組織嬌嫩極易發生酶促褐變，嚴重影響其營養及經濟價值。研究蓮子酶促褐變機制，尋找有效抑制褐變的保鮮劑是當前蓮子貯藏加工中亟待解決的關鍵問題。項目通過最佳化分離與純化的條件，得到了高純度的蓮子PPO並進行質譜鑑定，確定了蓮子PPO的分子量及胺基酸序列等結構信息，構建了蓮子PPO的結構模型；分離鑑定並定性定量分析了蓮子中的典型酚類底物，結合蓮子 PPO 促褐變動力學參數確定了最適特異性酚類底物為表兒茶素；基於蓮子PPO的胺基酸序列等結構信息，通過同源建模構建了蓮子PPO的三維結構，並通過活性位點預測，發現了蓮子PPO的活性中心。通過計算機輔助軟體的CDOCKER模組模擬了蓮子PPO與特異性底物相互作用的過程，研究了蓮子PPO結構對不同底物活性和對映選擇性改變的關鍵位點，準確定位了參與PPO底物識別過程的胺基酸殘基，以及相關結構功能域的構象變化，並基於此探討了蓮子 PPO 促褐變的生化機制，為尋找安全高效的蓮子抑制褐變及儲藏保鮮方法提供新思路。