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[科普中国]-抗坏血酸氧化酶

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抗坏血酸氧化酶是一种含铜的酶,存在于瓜类、种子、谷物和水果、蔬菜中。它能氧化抗坏血酸生成水和脱氢抗坏血酸。与非酶氧化作用相比,抗坏血酸氧化酶作用后生成水,而前者生成过氧化氢。1

基本信息

抗坏血酸氧化酶是一种含铜的酶,位于细胞质中或与细胞壁结合,与其它氧化还原反应相偶联起到末端氧化酶的作用,能催化抗坏血酸的氧化,具有抗衰老等作用,在植物体内的物质代谢中具有重要的作用。在这种酶催化下,分子态的氧可将抗坏血酸氧化成去氢抗坏血酸,它存在于细胞溶胶和细胞壁中,酶中含铜。丙酮酸、异柠檬酸、a.酮戊二酸、苹果酸、葡萄糖、6.磷酸、6.磷酸葡萄糖酸都可以在脱氢酶的作用下脱去H质子,把H质子转移给辅酶,然后再经过谷胱甘肽把H质子传递给抗坏血酸,在抗坏血酸氧化酶的作用下,抗坏血酸被氧化脱H,H与氧结合生成水。

影响抗坏血酸氧化酶活性的因素温度研究表明,抗坏血酸氧化酶在温度45°C以下时出现两次活性高峰,50°C以上时出现一次高峰,温度在50°C以下时酶活性持续时间长,达40min,而且随着温度的升高,活性高峰会提前,当温度在55°C以上的时候,酶活性持续的时间很短,在60°C时候只有20min。

pH值抗坏血酸氧化酶的活性受酸碱度的影响较大,研究表明,在pH值为5~7范围内抗坏血酸氧化酶表现较高活性呵,在pH为5时活性最强,可以达到1.06个活性单位,而随着pH值的增大,活性降低而且pH值越大,下降的幅度也越大,当pH为9时,活性只有0.35个活性单位。由此可见抗坏血酸氧化酶作用最适pH值为5.。

光照强度和氮素形态在对番茄生长过程采用不同的光照和氮素处理条件下发现,较高光照强度下供应铵态氮的植株生长受到抑制,叶片单位鲜重叶绿素含量明显降低,抗坏血酸氧化酶显著高于供应硝态氮的植株,而在弱光条件下,氮素形态之间无明显差异。在烟草生育过程中,采用硝态氮和铵态氮不同处理中同样得到类似的结论,即随着铵态氮用量的增加,抗坏血酸含量增加,说明抗坏血酸氧化酶活性低。

辐射对白菜的种子进行不同剂量60Co γ射线照射,发现苗期植株体内抗坏血酸氧化酶酶谱发生变化,可以提高发芽率和出苗率,刺激幼苗生长,加速发育,提高产量,但是存在着辐射刺激不稳定,“重演性”差的问题。白菜种子收低剂量γ射线辐射后,幼苗的抗坏血酸氧化酶活性提高,可能是低剂量促进植物抗性增强,刺激生长发育的原因吵。

低温、臭氧与减压低温可以使酶保持较低的活性,降低果实的呼吸速率,O3抑制抗坏血酸氧化酶活性,试验证明在0~500mg/m³之间O3浓度越大,抑制作用越强。O3具有保持抗坏血酸含量的作用,在0~500mg/m³之间总趋势表现为O3浓度越高,抗坏血酸含量越高。减压对抑制抗坏血酸氧化酶活性、保持果实硬度和抗坏血酸含量作用显著,其原因可能是减压使这种酶处于膨胀状态,与底物结合受阻。对冬枣进行湿冷贮藏和普通冷藏两种方式处理,湿冷贮藏可以抑制冬枣维生素C含量与抗坏血酸氧化酶活性,提高冬枣的储藏效果。

植物生长调节物质常见的植物生长调节物质有烯效唑(S3307)、赤霉素(GA3)、脱落酸(ABA)和2,4-二氯苯氧乙酸2,4-D)。

其中S3307可以提高抗坏血酸氧化酶的活性,ABA处理显著促进了抗坏血酸氧化酶活性增加,GA3延缓了抗坏血酸氧化酶的升高,推测ABA促进果实衰老的作用也表现在对酶活性的影响上.2,4-D在一定的低浓度下,可以促使抗坏血酸氧化酶活性;而当2,4-D浓度较大时,活性则受到部分抑制,能量代谢受阻,干扰了植物体正常的代谢过程,使代谢逐渐减弱,严重时代谢停止,进而导致死亡,这就是高浓度的2,4-D对植物的伤害作用。2

其他信息1 抗坏血酸氧化酶活性常用的测定方法

酶活性以酶活单位(酶活单位为lmin氧化1 g还原性抗坏血酸的酶量)表示,即酶活单位/g鲜重。常用的测定方法是碘量法,这是一种经典的方法,所用仪器简单,准确性高;二是分光光度法,这种方法灵敏度和准确性高,重演性好,用途广,选择性好;三是氧电极分析法,该法灵敏度高,准确性好,但是氧电极对温度变化非常敏感,测定时需要维持温度恒定;四是脉冲极谱法,此种方法操作简单,重演性好,与碘量法结果相一致。

在pH值为5—7范围内抗坏血酸氧化酶表现较高活性,在pH为5时活性最强。

抗坏血酸氧化酶在温度45℃以下时出现两次活性高峰,50℃以上时出现一次高峰,温度在

50℃以下时酶活性持续时间长,达40min,而且随着温度的升高,活性高峰会提前,当温度在55℃以上的时候,酶活性持续的时间很短,在60℃时候只有20min。

本词条内容贡献者为:

魏大勇 - 副教授 - 西南大学