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果蔬中苯丙氨酸解氨酶活性的测定 [复制链接]

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一、目的要求

学习果蔬组织中苯丙氨酸解氨酶活性的测定原理和方法。

二、基本原理

苯丙氨酸解氨酶(Phenylalamineammonialyase,PAL)是许多植物次生物质(如黄酮类物质、酚类物质、木质素和水杨酸等)生物合成途径——苯丙烷代谢的关键酶,与植物的抗逆境胁迫和抗病性密切相关,在植物的正常生长发育和抵御病原菌侵害过程中起着重要作用。

PAL催化L-苯丙氨酸裂解脱氨反应,形成的产物反式肉桂酸化合物(trans-cinnamicacid)在nm处有最大光吸收值。该酶活性的变化可以根据其催化形成的产物反式肉桂酸在nm吸光度值变化进行测定。在1cm光程下当吸光度值变化0.01,就有1μg反式肉桂酸量的变化。若酶的加入量适当,反应体系在波长nm处吸光度值的升高速率可在几小时内保持不变。

三、材料、仪器及试剂

(一)材料

梨、苹果、马铃薯。

(二)仪器及用具

高速冷冻离心机、研钵、紫外分光光度计、计时器、移液器、离心管、容量瓶(mL、20mL、0mL)、试管、水浴锅。

(三)试剂

1.mmol/L、pH8.8硼酸缓冲液

母液A(50mmol/L硼砂溶液):称取19.07g硼砂(十水合硼酸钠),用蒸馏水溶解、定容至0mL。

母液B(mmol/L硼酸溶液):称取12.73g硼酸,用蒸馏水溶解、定容至0mL。

取66.67mL母液A和33.33mL母液B混合后,调节pH至8.8,稀释至mL。

2.50mmol/L、pH8.8硼酸缓冲液

3.提取缓冲液(含4%PVP、2mmol/LEDTA和5mmol/Lβ-巯基乙醇)

取4gPVP、58mgEDTA,35μLβ-巯基乙醇,加mmol/L、pH8.8硼酸缓冲液溶解、定容至mL,低温(4℃)保存备用。

4.20mmol/LL-苯丙氨酸溶液

称取mgL-苯丙氨酸,用50mmol/L、pH8.8硼酸缓冲液溶解、定容至mL。

5.6mol/L盐酸溶液

取10mL浓盐酸溶液,稀释到20mL。

四、实验步骤

(一)酶液制备

称取5.0g果蔬组织样品,置于研钵中,加入5.0mL提取缓冲液,在冰浴条件下研磨成匀浆。将匀浆液全部转入到离心管中,于4℃、10×g离心30min,收集上清液,即为粗酶提取液,低温保存备用。

(二)活性测定

方法一:取两支试管,都分别加入3.0mL50mmol/L、pH8.8硼酸缓冲液、0.5mL20mmol/LL-苯丙氨酸。向一支管中加入0.5mL酶提取液,另一支管中加入0.5mL经煮沸5min的失活酶液作为对照。然后,将两支反应管置于37℃保温60min。保温结束时立即向两支反应管中分别加入0.1mL6mol/L盐酸溶液以终止反应。以蒸馏水为参比空白调零,分别测定样品反应管和对照反应管中溶液在波长nm处的吸光度值(OD1和OD0)。重复三次。

方法二:取1支反应管,加入3mL50mmol/L、pH8.8硼酸缓冲液和0.5mL20mmol/LL-苯丙氨酸,在37℃预保温平衡10min,再加入0.5mL酶液,混合后,迅速测定一次该混合液在波长nm处的吸光度值作为反应的初始值(OD0)。然后将反应管置于37℃保温60min。保温结束时再立即测定一次反应混和液在波长nm处的吸光度值作为反应的终止值(OD1)。注意均以蒸馏水作为参比空白进行调零。根据保温前后样品管溶液吸光度值的变化,可计算PAL活性。重复三次。

五、实验结果与计算

1.将测定的数据填入下列表

2.计算结果

根据反应液的吸光度值差值(OD1-OD0),计算苯丙氨酸解氨酶活性。以每小时每克鲜重(FW)果蔬组织反应体系吸光度值增加0.01时为1个PAL活性单位(U),表示为0.01△OD·h-1·g-1FW。计算公式:

式中:

OD1——样品管反应溶液的吸光度值或保温前反应液的初始值;

OD0——对照管反应溶液的吸光度值或保温后反应液的终止值;

V——样品提取液总体积,mL;

Vs——测定时所取样品提取液体积,mL;

t——酶促反应时间,h;

W——样品重量,g。

六、注意事项

1.原装β-巯基乙醇的摩尔浓度大约为14.3mmol/L;EDTA的相对分子质量为.25;L-苯丙氨酸的相对分子质量.19;浓盐酸摩尔浓度为12mmol/L。

2.加入聚乙烯砒硌烷酮(PVP)或PolyclarAT,以除去酚类物质多酶活性的影响,并防止其对吸光度值的干扰。

3.也可以每小时使反应体系在nm吸光度值增加0.01所需的酶量为1个苯丙氨酸解氨酶活性单位(U),表示为0.01△OD·h-1·mg-1蛋白质。另外,根据反式肉桂酸在nm吸光度值标准曲线,可用酶促反应产物反式肉桂酸生成量来表示PAL酶活性。

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