Cтраница 1
Фенолазный комплекс может обеспечивать образование о-диокси-бензоидных группировок, содержащихся в кофейной кислоте и часто - в флавоноидах. [1]
Фенолазный комплекс растений менее специфичен к своим субстратам. Например, фермент из шампиньонов катализирует не только гидроксилирование большого числа монофенолов, но и окисление о-дифенолов. На основании литературных данных Ясуноби [63] предположил, что ни одна из предложенных теорий реакционной способности потенциального субстрата не может объяснить имеющиеся факты. Он ввел также термин полифенолоксидаза для обозначения фермента, способного окислять о-дифенолы, но теряющего ( вероятно, при очистке) способность катализировать гидроксилирование. [2]
Изучена способность фенолазного комплекса катализировать окисление некоторых фенолов, встречающихся в растениях. Ясуноби [63] цитировал неопубликованную работу, в которой было описано окисление фенолазным комплексом из шампиньонов я-кумаровой, кофейной, дигидрокофейной и хло-рогеновой кислот. Кроме того, окислялись эскулетин, некоторые халконы, флавоны ( включая кверцетин) и ( - ( -) - катехин. Даже в ранних работах Роберте и Вуд [69] предполагали, что образование гликозидов может быть связано с неспособностью фенолазы проводить окисление. [3]
Интересно отметить, что хотя действие фенолазного комплекса на растительные фенолы уже описано, однако это дает мало сведений о биосинтезе растительных фенолов. Леви и Цукер [70] значительно расширили наши знания в этой области, показав, что неочищенный препарат фенолазы картофеля катализирует образование хлорогеновой кислоты из п-кумароилхинной кислоты. [4]
Существует определенное мнение о механизме действия фенолазного комплекса при окислении о-дифенолов. Дискуссионным остается вопрос о механизме реакции о-гидроксилирования. В обзоре Кертежа и Зито [59] приведено несколько приемлемых гипотез, а также отмечено, что этот спорный вопрос можно решить, получив некоторые основные данные. [5]
Хиноны, образующиеся в результате катехолазного действия фенолазного комплекса, являются исключительно реакционноспособными соединениями, которые вступают в различные реакции, обычно связанные с потреблением кислорода. Масон [60, 71] детально описал реакции, ведущие к образованию трополонов, меланинов и полимерных продуктов окисления фенолов. [6]
По терминологии Масона реакция ( 5) соответствует крезолазной активности фенолазного комплекса, так что этот ферментативный комплекс относится к классу оксидаз со смешанной функцией. Реакция ( 6) соответствует катехолаз-ной активности комплекса, что позволяет отнести его к электронпереносящим оксидазам. По аналогии с типичной оксидазой со смешанной функцией крезо-лазная активность фенолазного комплекса проявляется только в присутствии источника электронов; продукт этой реакции - о-дифенол - может служить таким источником, хотя активны и другие восстанавливающие агенты, например аскорбиновая кислота. [7]
Дифенолы не были указаны среди тех субстратов, которые могут гидрокси-лироваться фенолазным комплексом. [8]
Наша цель состоит в том, чтобы определить, какие прямые ферментативные данные указывают на участие этого комплекса в биосинтезе фенолов. Поэтому особенно важно рассмотреть каталитическую активность фенолазного комплекса. [9]
Изучена способность фенолазного комплекса катализировать окисление некоторых фенолов, встречающихся в растениях. Ясуноби [63] цитировал неопубликованную работу, в которой было описано окисление фенолазным комплексом из шампиньонов я-кумаровой, кофейной, дигидрокофейной и хло-рогеновой кислот. Кроме того, окислялись эскулетин, некоторые халконы, флавоны ( включая кверцетин) и ( - ( -) - катехин. Даже в ранних работах Роберте и Вуд [69] предполагали, что образование гликозидов может быть связано с неспособностью фенолазы проводить окисление. [10]
Свойства полученных таким образом полимеров не отличались от свойств конденсированных дубильных веществ, выделенных из листьев Uncaria gambir и древесины Acacia catechu. Следует отметить, что Мэзон, Фаулкс и Петерсон ( Mason, Fowlks, Peterson, 1955), изучая окисление 3 4-диметилфенола грибной полифенолоксидазой в присутствии Н2018 и О318, нашли, что образующийся 4 5-диметилпирокатехин содержит О18 из кислорода атмосферы, но не из воды. Они пришли к выводу, что фенолазный комплекс является кислород-трансфе-разой, катализирующей образование дифенолов из монофенолов. [11]
По терминологии Масона реакция ( 5) соответствует крезолазной активности фенолазного комплекса, так что этот ферментативный комплекс относится к классу оксидаз со смешанной функцией. Реакция ( 6) соответствует катехолаз-ной активности комплекса, что позволяет отнести его к электронпереносящим оксидазам. По аналогии с типичной оксидазой со смешанной функцией крезо-лазная активность фенолазного комплекса проявляется только в присутствии источника электронов; продукт этой реакции - о-дифенол - может служить таким источником, хотя активны и другие восстанавливающие агенты, например аскорбиновая кислота. [12]
Ферменты этой группы катализируют самые разнообразные превращения. Рассмотрим одно из таких превращений, осуществляемое медьсодержащими ферментами растений. Они превращают монофенолы в дифенолы и окисляют последние до о-хинонов ( XV. Эти ферменты известны под общим названием фенолазного комплекса. [13]
Механизм сопровождающих эти реакции процессов гидроксили-рования не известен. Однако можно высказать несколько общих соображений относительно реакций гидроксилирования. Кристаллическая пероксидаза из хрена в присутствии диоксифумаровой кислоты действует как гидроксилаза, хотя механизм этого процесса не ясен ( см. стр. Широко распространенная в растениях полифенолоксидазная система представляет собой специфичную о-фенолгидроксилазу. Очищенные препараты полифенолокси-дазы обладают индукционным периодом, который специфически устраняется о-дифенолами и неспецифически - восстанавливающими агентами. Эти особенности позволяют предполагать, что здесь происходит восстановление фермента, содержащего двухвалентную медь и являющегося, таким образом, о-гидроксилазой фенолазного комплекса. [14]