脂肪氧合酶的分离与纯化文献综述

 2020-04-03 11:04

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。

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