TEORETICKÝ ÚVOD
Vetšina chemických reakcí probíhajících v živých bunkách je významne zrychlována pusobením
specifických bílkovinných katalyzátoru, nazývaných enzymy. Bez techto biokatalyzátoru by byla
rychlost biochemických reakcí za fyziologických teplot vorganismech tak nízká,že by to zcela
vylucovalo existenci organismu v té podobe,jak je známe.
V této úloze budete studovat vlastnosti jednoho konkrétního enzymu, polyfenoloxidasy(PPO),
která katalyzuje oxidaci orto-difenolu na orto-chinony. Systematický název tohoto enzymuje ortodifenol: O2 oxidoreduktasa(EC 1.10.3.1.)a typická reakce katalyzovanáenzymemje zobrazenana
následujícím schématu:
o
OH
O
OH
1/2 O2
..
+ H2O
polyfenoloxidasa
(EC 1.10.3.1.)
pyrokatechol
1,2-benzochinon
Navíc rada polyfenoloxidas vykazuje také tzv. kresolasovou aktivitu (podle typického substrátu
této reakce p-kresolu), pri které katalyzují oxidaci monofenolu na orto-difenoly. Tato enzymová
aktivita je vlastní velmi príbuzné skupine enzymuoznacovanýchjako monofenoloxidasy (EC 1.14.18.1.)
v literature casto uvádených pod starším názvem tyrosinasy opet podle jejich nejvýznamnejšího
substrátu, kdy je L-tyrosin premenován na dihydroxyfenylalanin (L-DOPA) a prípadne dále na
dopachinon.
.
Prubeh enzymového pochodu znázorneného na reakcním schématu polyfenoxidasy jste již
urcite mnohokrát sledovali na vlastní oci, protože mnoho rostlin ve svých pletivech obsahuje velká
množství jak enzymu polyfenoloxidasy, tak i jeho endogenních substrátu. Pri mechanickém poranení
rostliny nebo plodu ovoce dochází k viditelnému hnednutí poranené plochy. Zmena barvy je zpusobena
urychlením reakce mezi vzdušným kyslíkem a polyfenoly uvolnenými z vakuol po mechanickém
poškození bunecných membrán. V prípade katecholu jako substrátu polyfenol~xidasy je vznikající
benzochinon oranžový. Benzochinony jsou však silne elektrofilní reaktivní slouceniny, které dále
samovolnepolymerují nebo reagují z aminokyselinamici proteiny za tvorby tmavohnedých a cerných
pigmentu zvaných melaniny. Je známo, že benzochinona odvozené slouceniny mají fungicidní úcinek a
mohou prispívat k omezení houbového napadenípoškozených cástí rostlin. Naproti tomu fyziologická
funkce polyfenoloxidasy v nepoškozené rostlinné tkáni není zcela objasnena a základní ucebnice
rostlinné biochemie se o existenci tohoto enzymuvetšinou ani nezminují.
V genomu bramboru (So/anum tuberosum) bylo doposud nalezeno celkem 5 genu kódujících
aktivní isoenzymy polyfenoloxidasy. Jejich exprese je specifická pro jednotlivé cásti rostliny a
Download

TEORETICKÝ ÚVOD difenol: O2 oxidoreduktasa(EC1.10.3.1.)a