文 献 综 述

1.1 脂肪氧合酶的简介

脂肪氧合酶（Lipoxygenase，LOX，EC1.13.11.12），又称脂肪氧化酶，属于氧化还原酶属，分子质量范围一般在90 000-100 000之间。球形、无色、可溶，等电点范围为pH5.7~6.2[1]，是一类含非血红素铁、不含硫的过氧化物酶，能够专一的催化具有cis，cis-1，4-戊二烯结构的多元不饱和脂肪酸，通过分子加氧，形成具有共轭双键的多元不饱和脂肪酸的氢过氧化衍生物[2，3] 。LOX酶蛋白由多个肽链组成，其金属辅基的活化态为氧化性三价铁离子，非活化态为二价铁离子，并通过Fe2 与Fe3 的循环实现其催化功能。

在自然状态下脂肪氧合酶有三种存在形式：(1)无色酶，铁离子处于二价，此时酶无活性；(2)黄色酶，此时氢过氧化物将活性中心的二价铁离子氧化成三价铁离子，酶具有活性；(3)紫色酶，当氢过氧化物过量出现时出现，这种情况下酶性质不稳定，室温下数分钟转变为黄色酶[4]。

不同来源的LOX的纯化条件、酶学特性不同，发挥的生理功能也不同。在植物体内，LOX对植物体内衰老过程发挥着重要作用[5]，它可以直接作用于膜脂，催化不饱和脂肪酸的氧化反应，从而导致膜脂氧化促进组织衰老。在动物体内，LOX催化花生四烯酸发生过氧化反应，代谢产物是一些炎症介导物质，如白三烯、前列腺素的形成等氧化脂质。LOX还具有网状细胞膜降解、癌细胞和肿瘤细胞转移机制的作用。此外，LOX催化不饱和脂肪酸中cis，cis-1，4-戊二烯结构，通过加氧反应，形成氢过氧化物。这些氢过氧化物被认为是风味的前体物质，能经历二级酶反应，转化为醛、酮等挥发性化合物。这些物质对食品的感官特性有着较大的影响。

1.2 脂肪氧合酶的结构

研究发现，LOX的来源不同，其氨基酸序列也有所不同，但三维结构上均呈球状[6]，其多肽链含有672-673个氨基酸残基[7]。在真核生物中参与不饱和脂肪酸的代谢，且在动植物不同发育阶段存在不同的类型。LOX的活性中心结构使得它对于底物有特异性要求，其抑制剂根据来源可分为人工合成的以及天然提取物，其抑制机理包括与底物竞争酶的活性部位、螯合作用、还原作用和竞争脂质自由基[10]。

脂肪氧合酶的催化过程目前存在很多种的理论，自由基理论最为广泛接受。首先，氢原子从底物上离开，Fe3 被还原。Borowski[11]等通过混合密度功能理论的研究证明了氢原子的这一次转移过程，同时发现这一步是最困难的一步，所需的活化能为12.1kcal/mol，反应焓约为12.6kcal/mol。Scarrow[12]等认为转移的氢是被LOX活性部位的铁离子相连的羟基组份接受。其次，分子氧与底物自由基反应，形成氧化自由基，在此过程中有可能伴随O2 转变成O2- #183;自由基。最后氧化自由基被LOX中的Fe2 还原，生成氢过氧化物，而LOX中的Fe2 氧化为Fe3 ，重新转化为了活性态。

LOX的催化反应底物都是含有cis，cis-戊二烯结构的不饱和脂肪酸、脂肪酸酯。在植物中天然底物主要是亚油酸和亚麻酸，而在动物体内底物主要是花生四烯酸。在亚油酸和亚麻酸上的加氧位置是C9和C13，而在花生四烯酸上的加氧位置主要为C5、C12和C15，也可以在C8、C9和C11上加氧。LOX的来源不同 ,底物的不同 ,都会导致其加氧的位置有所不同 ,因而产物也就有所不同。LOX- 1的底物为不饱和脂肪酸 ,生成 13-氢过氧化合物 ,LOX- 2的底物为酯化底物，生成9-或13-氢过氧化合物[10]。在低温（0～5℃）下，仅LOX-1起作用。

1.3 LOX酶的提取纯化方法