脂肪氧合酶的作用机理及对谷物陈化的影响研究进展
摘要：脂肪氧合酶(LOX)广泛存在于生物中，并且具有不同种类的底物位置特异性，可以形成具有不同位置特异性的氢过氧化脂肪酸，进而生成具有不同生物活性的物质。本文综述了脂肪氧合酶的作用机理、对谷物陈化的影响及其抑制方法的研究进展，对谷物食品加工有一定的指导意义。
关键词：脂肪氧合酶；作用机理；谷物陈化；适口性
脂肪氧合酶(Lipoxygenase，LOX，EC 1.13.11.12)，又称脂肪氧化酶(Lipoxidase)或胡萝卜素氧化酶(Carotene Oxidase)，分子量范围一般在9000~100000之间（汪晓明等，2013）。LOX是一种含非血红素铁的蛋白，酶蛋白由单肽链组成，它专门催化具有顺，顺-1，4-戊二烯结构的不饱和脂肪酸及其酯的氢过氧化作用，通过分子内加氧，形成具有共轭双键的氢过氧化衍生物(Andreou A et al., 2009)。LOX广泛存在于各种动物、植物、真菌以及少数海生生物中，在豆类中具有较高的活力，尤其以大豆中的活力为最高，LOX占大豆总蛋白含量的1%-2%（S. Nanda et al,. 2003）。在植物中其底物主要是亚油酸(Linoleic acid)和亚麻酸(Lionlenic acid)，在动物体内其底物主要是花生四烯酸(arachidonic acid)。据脂肪氧合酶氧化花生四烯酸位置特异性，可将脂肪氧合酶分为5-LOX，8-LOX，12-LOX和l5-LOX。大豆脂肪氧合酶LOX-1属于15-LOX，它已被广泛应用于同类脂肪氧合酶功能和性质模型（何婷等，2008）。本文结合国内外文献资料综述了脂肪氧合酶的作用机理以及对食品品质的影响，对食品的加工贮藏有着重要的指导意义。
1 脂肪氧合酶的同工酶
1970年，Christopher等利用离子交换层析法将脂肪氧合酶分离成Ⅰ型和Ⅱ型两个组分，两组分在许多性质上都不同，如酶活最适pH、热稳定性、Ca2+相关性、等电点、底物专一性等。大豆脂肪氧合酶有四种电泳类型，LOX-1主要出现在层析法分离的Ⅰ型中，也正是最早被Theorell分离结晶的那一种。LOX-2和LOX-3出现在Ⅱ型中。层析法的不断改进又将LOX-3分离成3a和3b两种，这两者在许多性质上相似。LOX的几种同工酶的性质比较见表1（蔡琨，2004）。
表1 几种脂肪氧合酶同工酶性质比较
LOX-1LOX-2LOX-3a LOX-3b
最适pH 9 6.8 7 7
Ca2+相关性激活激活抑制抑制
热稳定性热稳定受热易失活受热易失活受热易失活
等电点 5.70 5.85 5.95 6.20
二硫键数 4 4 3 3
含巯基数 4 4.2 5.6或6 5.9
底物特性阴离子底
物
酯化底物单氧化物单氧化物
生成氢过氧化
物类型
13位9或13位9或13位9或13位2 脂肪氧合酶的作用机理
脂肪氧合酶分子中含有金属原子（非血红素铁），运用物理方法研究该金属原子的性质和环境，发现其处于一种八面体配位环境中。在一定的条件下，例如在脂肪酸氢过氧化物存在时，铁原子可以从高自旋的Fe2+静态转变为具有催化活性的高自旋的Fe3+态。在绝大多数脂肪氧合酶接触催化反应中，铁在Fe2+和Fe3+之间变动，但铁原子一般不会离开大豆脂肪氧合酶（蔡琨，2004）。
脂肪氧合酶途径，简称LOX途径，是脂肪酸氧化的途径之一。LOX途径是指多不饱和脂肪酸在有氧条件下经脂氧合酶催化生成氢过氧化物，再经一系列不同的酶的作用最终生成具有一定生理功能的化合物，是铁催化单电子的氧化还原反应（陈艳君，2008）。大豆脂肪氧合酶是研究脂肪氧合酶最好的模型，本文介绍了过氧化和自由基两种作用机制。
2.1 自由基机制
脂肪氧合酶反应包括三个连续反应：（1）从双等位亚甲基中立体选择性移去氢原子；（2）在与Z,E-二烯结合中，游离自由基发生重排；（3）立体特异性接入氧，氢过氧化自由基还原为相应阴离子。从立体化学角度考虑，每个阶段可通过不同途径进行。
图1 脂肪氧合酶的自由基氧化机理(Hartmut K et al., 1999)
黄友如等（2008）采用电子顺磁共振技术研究了大豆脂肪氧合酶催化亚油酸氧化与大豆蛋白相互作用过程中自由基的迁移，表明大豆蛋白聚集体的形成与脂肪氧合酶催化亚油酸诱导产生的自由基有关，借助于电子自旋共振(ESR)证实了导致大豆蛋白聚集体形成的自由基由氧化亚油酸到大豆蛋白的迁移，并确定了部分自由基的类型。
2.2 过氧化机制
LOX的作用机制可用大豆脂肪氧合酶的同工酶LOX-1 作用于通常底物亚油酸（ROOH）来解释(Srinivasulu S.，1996)。酶处在未活化状态时，酶分子中的Fe以还原态Fe2+存在。酶与微量的13-S-亚油酸氢过氧化物作用即激发为活化态，此时酶分子中的Fe以氧化态Fe3+存在。活化态脂肪氧合酶作用于亚油酸的第一步是从C11立体有择地取走一个氢，这是整个酶反应的限速步骤。在图中所指出的同工酶LOX-1作用机制中，酶取走了H，产生黄色的亚油酸自由基-酶络合物，同时，脂肪氧合酶分子中的Fe从三价氧化态变成二价还原态（曹慧等，2001）。
接下来的反应可分为两种途径：（1）在有氧条件下，O2 接到亚油酸自由基—酶络合物上去，有可能伴随着发生O2被活化成O2·的过程，O2通过反面机制接到亚油酸分子上被取走的H的相反一侧。氢过氧化亚油酸游离基从酶分子中的Fe 上取走一个电子并从介质中得到一个质子形成13-S-亚油酸氢过氧化物，同时酶中的铁转变为三价态，继续参与反应。在13-S-亚油酸氢过氧化物形成时，双键
从C12移到C11，构型从顺式转变成反式。在pH9时，大豆脂肪氧合酶的同工酶LOX-1以亚油酸为底物的主要产物是13-S-ROOH。此外，还可能产生其它三种异构体：13-R-ROOH、9-R-ROOH和9-S-ROOH。除了酶的特异性外，还有许多其它因素决定了脂肪氧合酶作用的产物究竟是哪一种异构体或哪几种异构体及其比例。
（2）在无氧条件下，亚油酸自由基-酶络合物分解成亚油酸自由基和酶（E-Fe2+），后者同13-S-ROOH 作用产生自由基RO·和OH·，同时酶中的铁变为三价。亚油酸自由基同RO·和OH·作用生成二聚体、氧代二烯酸和正戊烷等（刘欣，2007）。
理论上讲，在脂肪氧合酶催化过程中，氧原子可以加在顺，顺-1，4-戊二烯系统的任一末端，所以当以亚油酸为底物时，其氧化产物有9-或13-氢过氧化亚油酸（LA-HPOD）。酶的来源及反应条件的选择决定了反应产物中9-与13-HPOD 异构体比例。许多研究表明，在一般的水相反应体系中，大豆LOX-1催化生成的产物中13-HPOD的比例为70～96%，13-HPOD在任何pH值时都能生成，在有Tween 20存在的情况下，当pH值大于8.5时，基本不会生成9-HPOD；当pH值低于8.5时，随着pH值的降低，产物中9-HPOD的比例线性增加，至pH 6，9-HPOD 在产物中的比例增大到25％左右。Gardner和Weisleder在玉米中发现了一种只催化产生9-HPOD异构体的脂肪氧合酶。Iacazio等利用大豆脂肪氧合酶（LOX-1）合成了亚油酸13S-HPOD，反应在pH 9.0的硼酸盐缓冲液中进行，1小时后氢过氧化物产率达80%，经HPLC分析，产物中13S-HPOD占95%。（生吉萍，1999）
3 脂肪氧合酶对谷物陈化及其适口性的影响
在米种的贮藏期间，因其存在有多种LOX 而表现为很多生物物理性质和生物化学性质的改变，包括种子发芽率下降、不同细胞器膜完整性的丧失和遗传性质等改变（Kapoor et al., 2011）。谷物贮藏期间质量的恶化问题同样存在于玉米（Orak H et al., 2010）、大豆、胡椒当中（Kaewnaree et al., 2011）。
研究谷物在贮藏过程中的变化后，有学者提出禾本科作物水稻稻谷陈化变质是由多元不饱和脂肪酸酶促降解所致（Choudhury NH et al., 1980）。稻谷中含有2% - 3% 的脂质，在贮藏的过程中，由于脂质的降解，导致游离脂肪酸含量的迅速上升，从而使得稻谷败坏加速（Shin MG et al., 1986）。而谷物中LOX 能进一步催化不饱和脂肪酸过氧化生成脂氢过氧化物，如活性氧、丙二醛、羟基壬烯酸，这些物质可以通过和赖氨酸、半胱氨酸巯基、组氨酸咪唑基等反应而导致细胞蛋白损伤（Xiaozhao Xu et al., 2013）。活性氧会导致大分子和细胞的结构改变从而不能维持其原有的性质（WU Q et al., 2012），这些性质的改变会导致谷物营养品质的下降并影响种子的发芽率（Kaewnaree et al., 2011）。脂质的降解是导致其谷物品质下降的主要原因，而脂氧合酶是脂质降解的关键酶。
Zhang Ying等研究三个分别缺乏LOX同工酶LOX-1、LOX-2和LOX-3的水稻品种，以正常的水稻品种作为对照，在黑暗环境中放置42个月，并进行加速老化处理，发现含有LOX-1、LOX-2的品种在贮藏后品质下降明显，并且发芽率也有所下降，表明LOX-1、LOX-2与种子的贮藏稳定性有较大关系；此外，缺乏LOX-3的品种其虫害减小，表明LOX-3在水稻抗虫性方面可能发挥很重要的作用（Zhang Ying t al., 2007）。
理论上讲，LOX 的缺失可以明显地阻止脂质过氧化作用，减缓贮藏粮食氧
化变质的速度，保持清新气味，提高耐贮性。因此，科学家们从贮藏粮食本身出发，利用分子生物学的方法，来敲除脂肪氧合酶，最终得到耐储藏的品种（Dhaliwal Y S et al., 1991）。1993 年，Suzuki 等首次采用LOX 的单克隆抗体技术结合酶活测定发现泰国水稻品种DawDam 是一种防止稻米陈化LOX-3 的缺失体材料，提高耐贮性贮藏试验也证明，LOX-3 的缺失可以有效地防止稻米陈化，提高耐贮性。
粮食安全是全球性的战略问题，而粮食贮备是其的重要环节。为保证粮食作物储藏期间的品质，而选择合适的包装材料、微波处理以及较低贮藏温度、湿度和适宜的通气条件，投资大，且不利于全球的资源利用和环境保护，通过基因工程方法提高谷物自身耐贮特性是一条行之有效的方法（汪晓鸣和陆兆新，2013）。
有研究表明LOX-1上3号染色体上有三个基因片段Os03g0699700，Os03g0700400 和Os03g0700700与稻谷种子的陈化有关系（Shirasawa K et al.,2008）。由于LOX主要存在于糊粉层，故有研究者分别使用基本组分基因CaMV35S和主要存在于糊粉层的特定性基因Oleosin-18作为载体，使用RNA干涉技术抑制了基因Os03g0700400（即r9-LOX）的表达，结果发现，转基因的的水稻种子在贮藏过程中脂肪酸的减少量比非转基因的低，且其贮藏之后水稻种子的发芽率增加，生长情况明显好转。β-胡萝卜素是一种重要的抗氧化剂（Zhu C et al., 2013），其降解也是强化胡萝卜素的黄金水稻面临的主要问题之一（Datta K et al., 2003），而通过RNA干涉技术降低LOX活性有助于在贮藏过程中保留胡萝卜素的含量。此外，对单个的氨基酸研究之后发现，此过程并没有影响种子种其他的基本的蛋白质。但就CaMV35S和Oleosin-18这两种载体而言，Oleosin-18克服了前者在种子发芽率和生长方面的不足。可知，基因沉默技术可以大大降低谷物的采后损失（Zhu C et al., 2013）。
为了更好地理解大米的适口性和脂质组分之间的关系，有研究者研究了7种韩国的水稻脂质的性质，包括淀粉脂质、非淀粉脂质、植物固醇及脂肪酶和脂氧合的活性，发现适口性评分高的水稻品种淀粉脂质、亚油酸、菜油甾醇和豆甾醇含量更高，而适口性评分低的水稻品种其脂肪酶和脂肪氧合酶的活性更高。保存后所有的样品适口性都有所减低，可能是淀粉脂质、亚油酸含量减低（Mi-Ra Yoon et al., 2012）。由此可知，脂肪氧合酶不仅不利于谷物贮存，也会因为影响脂质种类及含量来影响其适口性。同样，有研究者采转基因技术沉默了13-LOX 的OsHI-LOX基因，使得大米的适口性有所增加（Zhou G et al., 2009）。
展望
脂肪氧合酶是影响食品风味和色泽的重要酶之一，不仅参与多不饱和脂肪酸的新陈代谢，还关系到细胞分裂、胁迫及老化等生理、病理过程。由于其作用底物广泛，产物各异。这些产物往往具有生物活性，在食品、医药等领域显示了广阔的应用前景。今后的研究方向主要有以下三点。第一，运用分子生物学手段从分子水平深入揭示脂肪氧合酶的作用机制、代谢途径、其通路对于植物体衰老的作用机制等；第二，研究其动力学和抑制机理，开发更高效的脂肪氧合酶抑制剂，使其在食品生产中能够更好得被控制；第三，使用基因沉默技术、基因删除等手段，对转基因食品中的LOX进行研究，同时不断改进LOX产物分析方法，从而不断推动LOX途径及代谢产物生理作用的研究。
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ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８—９６３２，２００９．０４．０５４ 赖草属植物的抗逆性研究进展与应用前景 叶煜辉，江明锋，陈艳，杨满业 （西南民族大学生命科学与技术学院四川省草原研究院，成都６１００４１） 摘要：赖草属是多年生禾本科植物，在中国的分布地域较为广泛。该属内植物对逆境具有较强的抗性，尤其是对于干旱、盐碱、高寒和病虫害等有较强的抵抗能力。综述了近年来赖草属植物抗逆性方面的研究进展，从赖草的耐旱性、耐盐性、耐寒性以及抗病虫害等方面对赖草属植物的抗逆性机理进行了探讨，并对其未来应用做出了展望。 关键字：赖草属；抗逆性；耐受机制；生理变化 中图分类号：Ｑ９４５．７文献标识码：Ａ文章编号：１００８—９６３２（２００９）０４—００５４—０４ 赖草属（ｋ”ｚ瑚Ｈｏｃｈｓｔ）在中国又称滨麦属，是禾本科早熟禾亚科（Ｐｏｏｉｄｅａｅ）小麦族（ＴｒｉｔＤｕｍｏｒｔ，也称大麦族Ｈｏｒｄｅａｅ）大麦亚族（Ｈｏｒｄｅｉｎａｅ）中的多年生植物类群，全世界约有３０余种，分布于北半球温寒地带，多数产于亚洲中部，少数分布于欧洲和北美。中国区域有赖草属植物约２０种，２变种，划分为３个组，即多穗组、少穗组和单穗组，主要分布于新疆、甘肃、宁夏、内蒙、东北三省、四川、陕西、河北、山西。１。。它们的生境极其多样，在海拔５００～４７００米的范围均有分布。从湿润的盐碱滩地和海滨滩地到干旱高温的沙土草原、荒漠化草原皆有生长，具有广泛的适应性和较高的抗逆性。 禾本科抗逆品种选育是一项世界性的重大课题，也是急迫解决的难题。赖草作为禾本科小麦等农作物的近缘属种具有无性繁殖能力强、品质优良、营养丰富等特点，而且还具有抗旱、抗寒、抗病虫害、适应性强等优良特性。在研究其耐受性状和耐受性的生理生化机制的基础上，克隆赖草抗逆基因并进行功能鉴定，通过转基因把克隆到的抗逆基因直接导入其他植物，可以解决传统杂交方式存在的花期不遇、杂交不亲和、周期长等问题。通过对赖草属植物抗旱机制的研究，还可以加快抗逆新品种的开发，对提高干旱和半干旱地区的植被盖度、提高农作物产量、改良退化及沙化草地、改善西部生态环境、促进干旱地区草地畜牧业的发展具有重要意义。 １抗逆性研究进展 １．１耐旱性分析 ５４１．１．１植物抗旱性研究的主要指标植物适应干旱环境的方式是多种多样的，有的以不同方式减少蒸腾失水，有的以特化组织大量贮存水分，有的以降低叶水势增强其吸水能力，有的以大量累积脯氨酸等有机质进行渗透调节，有的细胞液浓度大，有的原生质粘滞度高等。由于耐旱机制的复杂性和植物对干旱适应的多样性，要寻找一个通用的耐旱性指标是不现实的。现在中国对植物抗旱指标的选择和研究方法主要采用以下几种：（１）叶片旱生结构；（２）水分生理；（３）苗木生长；（４）叶绿素含量；（５）脯氨酸。易津等人对赖草属牧草幼苗耐旱性进行了研究。２。，采用不连续干旱胁迫处理３个月后，对幼苗存活率（％）、苗高（ｃｍ）、苗鲜重（ｇ）、根冠比、茎叶干鲜数量比、叶绿素含量和过氧化物酶活性测定，结果发现赖草属内羊草（Ｌｅｙｍｕｓｃｈｉｎｅｎ—ｓｉｓ）、赖草（Ｌｅｙｍｕｓｄａｓｙｔａｃｈｙｓ，内蒙古）和毛穗赖草（Ｌｅｙｍｕｓｐａｂｏａｎｕｓ）与属内其它植物相比为耐旱性较强的物种。 １．１．２赖草属的抗旱生理赖草属植物在干旱胁迫下发生许多生理变化，如：光合作用减弱，细胞膜透性平衡被破坏，丙二醛（Ｍａｌｏｎｄｉａｌｃｈｅｈｙｃｈｅ，ＭＤＡ）含量增加，超氧化物歧化酶（Ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅｄｉｓｍｕｔａｓｅ，ＳＯＤ）活性增加等。 １．１．２．１干旱胁迫下光合作用减弱干旱胁迫对光合作用的影响比较复杂，不仅会使光合速率降低，而且还会抑制光合作用反应中原初光能转换、电子传递、光合磷酸化和光合作用暗反应进程，最终导致光合作用下降。干旱胁迫时，叶表面气孔关闭，阻止ＣＯ，扩散， 收发日期：２００８—０９—０１；修回日期：２００８—１０—２０ 作者简介：叶煜辉（１９８２一），男，汉族，硕士，主要从事分子生物学与基因工程方向研究，Ｅ－ｍａｉｌ：２５５２３９３ｙｙｈ＠１６３．ｃｏｍ；通讯作者：江明锋（１９７１一），男，羌族，博士，副教授，主研分子生物学与基因工程，Ｅ－ｍａｉｌ：Ｍｉｎｇｆｅｎｇｊｉａｎｇｖｉｐ＠ｓｉｎａ．ＣＯＩｌｌ。项目基金：四川省科技厅应用基础研究项目（项目编号：２００６Ｊ１３—１３４） 万方数据
大豆脂肪氧合酶对食品品质的的影响 卜凡琼 (班级：食研5班学号：2016309120048) 摘要:大豆脂肪氧合酶是存在于大豆中的脂肪氧合酶，其活性很高，在食品行业中有很广泛的应用，大豆脂肪氧合酶催化底物产生的一些物质能很好的改善食品质量。能增加食品香气，形成二硫键，增强面筋蛋白强度。其分离纯化方法有水浸提法，酸铵沉淀、葡聚糖凝胶柱G200分离沉淀法，缓冲液提取等方法。 关键词：大豆脂肪氧合酶，分离纯化，食品品质 1. 大豆脂肪氧合酶简介 脂肪氧合酶(Lipoxygenase, EC1.13.11.12, LOX),广泛存在于动植物体内，在豆类中具有较高的活力，其中尤以大豆中的活力为最高⑴ 属氧化还原酶，通称脂氧酶(LOX) o LOX中含有非血红素铁，专一催化具有顺，顺-1, 4-戊二烯结构的多元不饱和脂肪酸，通过对其分子加氧，形成过氧化氢衍生物，是非常重要的风味前体物［2］。近年来研究表明，LOX产生的风味和香味是很多食品所必需的不饱和脂肪酸，经LOX作用形成氢过氧化物并进一步裂解成不饱和的醛类、酮类和醇类化合物而形成类似苹果、香瓜、芒果等水果风味以及鲜鱼味、牡砺味、文蛤味和海藻香、青草香［3］等挥发性风味物质。据脂肪氧合酶氧化花生四烯酸位置特异性，将脂肪氧合酶(LOX)分为5-L OX ,8-LOX ,12-LOX 和15-LOX。大豆LOX -I 属于15-LOX ,它已被广泛用于研究同类脂肪氧合酶功能和结构性质模型⑷大豆植物组
织中含有多种脂肪氧合酶同工酶，其中LOX-I和L0X-2是主要的同工酶。 2. 大豆脂肪氧合酶结构及其生化特性 研究表明，大豆脂肪氧合酶（LOX ）含839个氨基酸，是一个单 链肤蛋白，整体结构分为2个部分:一个是N末端的B与1条a螺旋组成的部分；另一个是包含22条a螺旋和8条B折叠股的主要区域。在空间结构上，LOX的主要区域以一条长的a螺旋为中心，其他结构环绕在其周围。非血红素铁原子靠近酶中心位置，其附近有一个特殊的三圈n螺旋，并以配位键与3个组氨酸侧链和梭基末端的C00- 结合，从而形成酶活力中心的主要组成部分⑸。 通过对分离得到的大豆子叶LOX的研究，发现每个LOX是一条M:为96000左右的多肤，每个多肤中含一个铁原子。有实验证明，大豆子叶的LOX处于静止、无活性状态时，铁以Fe态存在;当加入底物后，LOX中的Fe处于Fe （A）态，使LOX具有催化活性。大豆种子中的LOX都是球形、水溶性蛋白。LOX i, LOX2, LOX3的等电点分别为5.65, 5.85,6.150 3种同工酶的生化特性是丄0X1的反应最适pH值在9.0处，LOX:在pH6. 5处，LOX:在pH7. 0处。除催化原初反应外，LOX还催化次级反应而形成脂肪酸的二聚苯和淡基二烯酸，类胡萝卜素的漂白即是由LOX次级反应实现的⑹。 3. 大豆脂肪氧合酶的分离纯化及其性质 王辉，周培根⑺以大豆为原料，经硫酸铵沉淀、葡聚糖凝胶柱 G200分离沉淀，得到2种脂肪氧合酶（LOX）: LOX-1 , LOX-2。对
食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 2012年 第37卷 第4期 食品开发· 40 ·脂肪氧合酶是一种加双氧酶[1]，广泛存在于需氧的机体中，包括植物[2-3]。它是一种在植物和动物界都有广泛研究的酶[3-4]，含非血红素铁的蛋白质，能专一催化氧化具有顺，顺-1,4-戊二烯结构的多不饱和脂肪酸[5]，生成具有共轭双键的多元不饱和脂肪酸的氢过氧化物[6]。近年来研究表明，LOX产生的风味和香味是很多食品所必需的不饱和脂肪酸，经LOX作用形成氢过氧化物并进一步裂解成不饱和的醛类、酮类和醇类化合物而形成 类似苹果、香瓜、芒果等水果风味以及鲜鱼味、牡蛎味、文蛤味和海藻香、青草香[7]等挥发性风味物质。茶树叶片中，LOX位于叶绿体的片层结构中，它能将不饱和脂肪酸氧化为不饱和脂肪酸过氧化物。茶叶的加工过程是塑造茶叶优良品质的关键，在此过程中，鲜叶中的多种酶类作用于鲜收稿日期：2011-08-01 *通讯作者 基金项目：十二五农村领域国家科技计划项目(2011BAD01B02)；苏州市科技支撑计划项目(农业部分)(SN201033)。作者简介：马惠民(1953—)，男，高级农艺师。 叶内含物，对绿茶的香气、滋味、汤色、外形等品质均可产生重要的影响。在制茶过程中，人们通过控制茶鲜叶中酶的活性和催化方向的变化，制造出不同种类的茶叶。例如在绿茶制造过程中可较早钝化酶的活性，以形成绿茶“清汤绿叶”的品质特征。这些主要是利用和控制茶叶中的各种内源酶的作用来形成各类茶叶特有的品质特征。 1 LOX的催化机理 1.1 LOX的活性中心结构LOX的来源不同，其氨基酸的组成不同。虽 然植物脂肪氧合酶的氨基酸残基数目和动物脂肪氧合酶的有所不同，但它们的氨基酸序列在某些区域内有很大的相似性，因而其催化反应的机理基本相同。 马惠民，王 雪，钱 和*，汪何雅 (江南大学食品学院，无锡 214122) 摘要：综合叙述了脂肪氧合酶及其在茶叶加工过程中的作用，并据此展望了酶在茶叶加工工艺中的发展前景。 关键词：茶叶；脂肪氧合酶；茶叶加工 中图分类号：TS 201.2+5 文献标志码： A 文章编号：1005-9989(2012)04-0040-04 The effection of lipoxygenase in the tea MA Hui-min, WANG Xue, QIAN He *, WANG He-ya (School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122)Abstract: This article describes that the function of the lipoxygenase in the tea during the tea processing, and according to it, the prospects of lipoxygenase in the tea manufacture were stated.Key words: tea; lipoxygenase; tea processing 脂肪氧合酶在茶叶中的作用
期末考核 课程：Glycobiology 植物糖基转移酶研究进展 ：*** 学号：*** 班级：*** 时间：****
植物糖基转移酶研究进展 摘要:糖基转移酶一类是能够催化糖基从激活的供体转移到特定的受体分子上的一类酶，在生物体中普遍存在并形成了超基因家族。糖基转移酶广泛参与植物生命活动的各种生物学过程。本文综述了近年来的研究报道，综述了糖基转移酶的分类、分离鉴定方法及在生物学功能方面的研究进展，期望为相关研究工作提供参考。 关键词:植物糖基转移酶，分类，分离鉴定，生物学功能 糖基转移酶（Glycosyltransferases，GT，EC 2.4.x.y）是一类催化糖基转移的酶，通过产生糖苷键将供体糖分子或相关基团转移至特异的受体上。糖基转移酶几乎存在于所有的生物体中，其所催化的糖基化反应是最重要的生物学反应之一，直接参与二糖、单糖苷、聚糖苷等的生物合成。糖基供体分子包括双糖、多糖、1-磷酸糖、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸，植物中最常见的供体为UDP-Glc。受体可以是糖类、脂类、蛋白质、抗生素和核酸。糖基转移酶催化供体-受体形成α、β两种糖苷键，产物为多糖、糖蛋白、糖脂以及糖苷化合物等。全基因组测序发现真核生物中约1%的基因编码糖基转酶。 1糖基转移酶的分类 目前，对糖基转移酶的分类主要根据Campbell等提出的GT Family 分类系统（数据收录在CAZy数据库中）。糖基转移酶作为高度分歧的多源基因家族，根据蛋白氨基酸序列的一致性、催化特性以及保守序列对其进行分类。因此，一特定的糖基转移酶既可以通过生物化学的方法鉴定其底物，也可以通过生物信息学方法研究其与已知酶基因或酶蛋白氨基酸序列的同源性对其进行分类。目前，依据这种分类方法，糖基转移酶被分为94个家族。根据其的折叠方式可将绝大多数酶分为两个超家族，GT-A超家族和GT-B超家族（图1）。根据催化反应机制、产物的立体化学异构性，在这两个超家族中糖基转移酶又分为反向型和保留型两大类（图2）。 GT-A型折叠的空间结构有两个紧密相连的β/α/β类Rossmann折叠区域。GT-A家族成员需要一个D-X-D基序用来结合二价金金属离子（多为Mn2+），这有助于UDP-糖供体的PPi在酶活性位点上的固定，对于催化反应是不可或缺的。GT-A难以识别UDP-糖供体以外的供体，所以受体的多样性较低。GT-B型折叠的空间含有两个正对的β/α/β类Rossmann折叠区域，连接方式灵活。GT-B成员无需二价金属离子维持活性，这是GT-B与GT-A家族成员的一个显著区别。此外，通过结构分析和PSI-BLAST发现了由跨膜GT组成GT-C超家族，其折叠方式全为反向型，活性位点位于长环部，一般含有8-13个跨膜螺旋。
脂肪酶的应用进展综述 09生物技术0902021040 陈莹莹 摘要：脂肪酶被认为是工业中很重要的一利酶。本文概述了当前研究中广泛使用的脂肪酶及其固定化产品的应用途径, 包括在食品加工、饲料、纺织、医药、生物柴油和传感器等领域中的应用。脂肪酶应用的主要障碍是其成本高。但技术进步尤其是基因技术的发展有望使成本降低, 脂肪酶在药物合成中的应用在本文中也作了展望。 关键词：脂肪酶；性质；生产；来源，应用 脂肪酶（Triacylglycerol lipase E C3.1.1.3）是广泛存在的一种酶，在脂质代谢中发挥重要的作用。在油水界面上，脂肪酶催化三酰甘油的酯键水解，释放更少酯键的甘油酯或甘油及脂肪酸。脂肪酶反应条件温和，具有优良的立体选择性，并且不会造成环境污染，因此，在食品、皮革、医药、饲料和洗涤剂等许多工业领域中均有广泛的应用。 一、脂肪酶的来源 脂肪酶广泛的存在于动植物和微生物中。植物中含脂肪酶较多的是油料作物的种子，如蓖麻籽、油菜籽，当油料种子发芽时，脂肪酶能与其他的酶协同发挥作用催化分解油脂类物质生成糖类，提供种子生根发芽所必需的养料和能量；动物体内含脂肪酶较多的是高等动物的胰脏和脂肪组织，在肠液中含有少量的脂肪酶，用于补充胰脂肪酶对脂肪消化的不足，在肉食动物的胃液中含有少量的丁酸甘油酯酶。在动物体内，各类脂肪酶控制着消化、吸收、脂肪重建和脂蛋白代谢等过程；细菌、真菌和酵母中的脂肪酶含量更为丰富(Pandey等)。由于微生物种类多、繁殖快、易发生遗传变异，具有比动植物更广的作用p H、作用温度范围以及底物专一性，且微生物来源的脂肪酶一般都是分泌性的胞外酶，适合于工业化大生产和获得高纯度样品，因此微生物脂肪酶是工业用脂肪酶的重要来源，并且在理论研究方面也具有重要的意义。 二、脂肪酶的性质 脂肪酶是一类具有多种催化能力的酶，可以催化三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯类的水解、醇解、酯化、转酯化及酯类的逆向合成反应，除此之外还表现出其他一些酶的活性，如磷脂酶、溶血磷脂酶、胆固醇酯酶、酰肽水解酶活性等(Hara；Schmid)。脂肪酶不同活性的发挥依赖于反应体系的特点，如在油水界面促进酯水解，而在有机相中可以酶促合成和酯交换。 脂肪酶的性质研究主要包括最适温度与pH、温度与pH稳定性、底物特异性等几个方面。迄今，已分离、纯化了大量的微生物脂肪酶，并研究了其性质，它们在分子量、最适pH、最适温度、pH和热稳定性、等电点和其他生化性质方面存在不同(V eeraragavan等)。总
货号：MS1108 规格：100管/96样脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，FAS）活性试剂盒说明书 微量法 注意：正式测定之前选择2-3个预期差异大的样本做预测定。 测定意义： FAS是脂肪酸合成关键酶，催化乙酰辅酶A和丙二酰辅酶A而生成长链脂肪酸。FAS普遍表达于各种组织细胞中，在哺乳动物肝、肾、脑、肺和乳腺以及脂肪组织中表达丰富。 测定原理： FAS催化乙酰CoA、丙二酰CoA和NADPH生成长链脂肪酸和NADP+；NADPH在340nm有吸收峰，而NADP+没有；通过测定340nm 光吸收下降速率，计算FAS活性。 自备实验用品及仪器： 研钵、冰、台式离心机、紫外分光光度计/酶标仪、微量石英比色皿/96孔板、可调式移液枪和蒸馏水。 试剂组成和配制： 试剂一：液体100mL×1瓶，－20℃保存。用前1d取出置于4℃充分解冻后混匀。 试剂二：粉剂×1瓶。临用前加入440μL试剂四，充分溶解，用不完的试剂分装后-20℃保存，禁止反复冻融。 试剂三：粉剂×1瓶，4℃保存。临用前加入440μL试剂四，充分溶解，用不完的试剂分装后-20℃保存，禁止反复冻融。 试剂四：液体20mL×1瓶, 4℃保存。 试剂五：粉剂×1瓶，4℃避光保存。临用前加入840μL试剂四，充分溶解，用不完的试剂分装后-20℃保存，禁止反复冻融。 粗酶液提取： 1.组织：按照组织质量（g）：试剂一体积(mL)为1：5~10的比例（建议称取约0.1g组织，加 入1mL试剂一）进行冰浴匀浆。12000g，4℃离心40min，取上清置冰上待测。 2.细菌、真菌：按照细胞数量（104个）：试剂一体积（mL）为500~1000：1的比例（建议500 万细胞加入1mL试剂一），冰浴超声波破碎细胞（功率300w，超声3秒，间隔7秒，总时间3min）；然后12000g，4℃，离心40min，取上清置于冰上待测。 3.血清等液体：直接测定。 FAS测定操作： 1. 分光光度计/酶标仪预热30min，调节波长到340 nm，蒸馏水调零。 2. 试剂四置于40℃水浴中预热30 min。 3. 在96孔板或EP管中依次加入20μL上清液、4μL试剂二、4μL试剂三、164μL试剂四和8μL试剂五，混匀后于340nm处测定吸光值，记录第30s和90s时吸光值，分别记录为A1和A2。△A测=A1-A2。 FAS活性计算： a.使用微量石英比色皿测定的计算公式如下 （1）按照蛋白浓度计算 第1页，共2页
生物工程学报Chin J Biotech2009, January 25; 25(1): 1-9 https://www.doczj.com/doc/8811100988.html, Chinese Journal of Biotechnology ISSN 1000-3061 cjb@https://www.doczj.com/doc/8811100988.html,? 2009 Institute of Microbiology, CAS & CSM, All rights reserved 植物脂肪氧化酶的研究进展 胡廷章1,2, 胡宗利1, 屈霄霄1, 任彦荣1, 陈国平1 1 重庆大学生物工程学院, 重庆 400044 2 重庆三峡学院生物系, 重庆 404000 摘要:植物脂肪氧化酶(LOX)是一个多基因家族, 是由单一的多肽链组成的含有非血红素铁、不含硫的过氧化物酶。 LOX催化具有顺, 顺-1, 4-戊二烯结构的多元不饱和脂肪酸的双加氧反应。植物中, 不同脂肪氧化酶的最适pH、pI、底 物和产物特异性、时空表达特性、亚细胞定位等存在差异。LOX参与的生理过程涉及损伤、病原攻击、种子萌芽、果 实熟化、植物衰老、脱落酸和茉莉酸合成, LOX也在正常的植物生长和生殖生长过程中作为营养储藏蛋白, 参与脂类迁 移、响应营养胁迫、调节“源”与“库”的分配。对LOX家族的深入理解，将有助于LOX在作物新品种的选育、新 型植保素的开发、食品加工等方面得到广泛的应用。 关键词:脂肪氧化酶, 结构, 催化反应, 功能, 基因表达, 亚细胞定位 Advances in plant lipoxygenases research Tingzhang Hu1, 2, Zongli Hu1, Xiaoxiao Qü1, Yanrong Ren1, and Guoping Chen1 1 Bioengineering College of Chongqing University, Chongqing 400044, China 2 Department of Biology, Chongqing Three Gorges University, Chongqing 404000, China Abstract:Lipoxygenases (linoleate: oxygen oxidoreductase, EC 1.13.11.12; LOXs) are encoded by a multi-gene family in plants. The LOXs are monomeric non-heme, non-sulfur iron dioxygenases, which catalyze the incorporation of molecular oxygen into polyunsaturated fatty acids containing a cis, cis-1, 4-pentadiene moiety. The LOX isoforms are distinguished by differences in optimum pH of the reaction, pI, substrate and product specificity, spatial and temporal expression, and subcellular localization. The function of various LOXs in plants has been suggested. Some of the physiological processes in which lipoxygenases have been implicated include wounding, pathogen attack, seed germination, fruit ripening, plant senescence, and synthesis of Abscisic acid (ABA) and Jasmonic acid (JA). During normal vegetative and reproductive growth, lipoxygenases have also been suggested to act as vegetative storage proteins, participate in transference of lipoid, and response to nutrient stress and source/sink relationships. Significant progress in understanding LOX families will be beneficial to the application of the LOX in crop breeding, research on new-type phytoalexin and food industry. Keywords: lipoxygenases, structure, catalysis, function, gene expression, subcellular localization Received: June 10, 2008; Accepted: October 8, 2008 Supported by: the National Natural Science Foundation of China (No. 30771464), the Chunhui Project of Education Ministry (No. Z2007-1-63006), the Natural Science Foundation Project of Chongqing Science and Technology Committee (No. 2007BB1196) and the Natural Science Foundation Project of Chongqing Three Gorges University (No. 2007-Sxxyyb-04). Corresponding author: Guoping Chen. Tel: +86-23-65112674; E-mail: chenguoping@https://www.doczj.com/doc/8811100988.html, 国家自然科学基金(No. 30771464), 教育部“春晖计划”资助项目(No. Z2007-1-63006), 重庆市自然科学基金(No. 2007BB1196), 重庆三峡学院 资助项目(No. 2007-Sxxyyb-04)资助。
脂肪酶综述 摘要：脂肪酶是一类能够催化酯的水解反应以及在非水相体系中催化脂肪酸和醇类发生酯化反应的酶类。随着酶学技术的快速发展，微生物脂肪酶也受到了越来越多的关注作为生物催化剂，脂肪酶一直以来都是生物技术领域中最重要的一类酶。 关键字：脂肪酶，酶活测定，非水相，食品工业应用。 简介：脂肪酶(三酰甘油酯水解酶，EC 3.1.1.3)，是一类广泛存在于多种微生物中的生物催化剂。脂肪酶最早被发现可追溯至1901年，其天然作用底物为三脂酰甘油酯，能够将酯键水解，释放甘油二酯甘油一酯甘油以及游离脂肪酸随着非水酶学的发展，研究者发现，脂肪酶在非水相中能够催化酯化。酯交换以及转酯化反应，并且具有高度的选择性和专一性，已广泛应用于食品、医药、洗涤剂等行业。特别是在食品行业中得到了大量的应用，并逐渐成为食品领域中应用最为广泛的酶类之一。但是，由于目前脂肪酶相对于传统的化学催化剂的生产成本仍然偏高，这是制约脂肪酶工业化应用的主要问题，因此，在了解脂肪酶催化特性的基础上，通过筛选高产菌株，或者改变脂肪酶催化环境等方法提高脂肪酶的产率和利用率，降低利用脂肪酶进行工业化生产的成本是目前急需解决的主要问题。 1、脂肪酶的结构特点 研究表明, 来源不同的脂肪酶,其氨基酸组成数目从270~ 641不等,其分子量为29 000~ 100 000。迄今为止,人们已经对多种脂肪酶进行克隆和表达,并利用X -衍射等手段和定向修饰等技术测定了酶的氨基酸组成、晶体结构、等电点等参数, 确定了组成脂肪酶活性中心的三元组( triad)结构。多数脂肪酶都是单链蛋白, 比如CCL( A) 含有534个氨基酸残基, 其组成3 个小的和11个大的β-折叠及10个α-螺旋。其催化活性三元组由Ser-209、His-449和Glu341组成, Ser-209处于超二级结构折叠-螺旋[β-折叠( 202~208)-α -螺旋( 210~220) ]的转角处。多数成熟的天然蛋白还含有糖类组分, 如CCL( A) 含有4. 2%葡萄糖、甘露糖和木糖等,所以实际测得的分子量比理论分子量偏大[157 223(理论) , 60 000(实测)]。 脂肪酶通过与水/底物界面的相互作用来获得不同的构象状态。在关闭构象状态时“盖子”覆盖在酶的活性位点上。酶难以靠近底物分子而转变到开放构象状态时，催化通道入口打开. 近年来发现“盖子”的作用不仅仅是调节底物靠近活性位点的大门。“盖子”是两性分子结构在关闭状态酶的结构是亲水端面对溶剂，疏水端朝向蛋白质的内部，当酶转变到开放状态时疏水端会暴露出来隐藏亲水残基团，在丝氨酸残基周围形成亲电子域引起脂肪酶的构象改变增加了酶与脂类底物的亲和性，并稳定了催化过程中过渡态中间产物。酶分子周围通常保留一定量的水分，从而保证了脂肪酶在油/水界面和脂相中的自体激活。 2、脂肪酶的来源 脂肪酶是一种普遍存在于生物体的酶类，具有重要的生理学意义，同时也具有工业化应用的潜在可能性脂肪酶能够催化三酰甘油酯水解成为甘油和游离脂肪酸，而在有机相中，脂肪酶则催化酯化酯交换以及转酯化反应。在真核生物体内，脂肪酶参与许多类脂化合物的代谢过程，包括脂肪的消化、吸收、利用以及脂蛋白的代谢，在植物中，脂肪酶存在于储存能量的组织中。脂肪酶在微生物界分布很广，大约65 个属微生物可产脂肪酶，其中细菌有28个属、放线菌4个属、酵母菌10个属、其它真菌23个属，但实际上微生物脂肪酶分布远远超过这个数
固定化酶的研究进展 固定化酶是20世纪60年代发展起来的一项新技术。最初主要是将水溶性酶与不溶性体结合起来，成为不溶于水的酶衍生物，所以曾叫过“水不溶酶”和“固相酶”。但是，后来发现，也可以将酶包埋在凝胶内或置于超滤装置中，高分子底物与酶在超滤膜一边，而反应产物可以透过膜逸出。在这种情况下，酶本身仍是可溶的，只不过被固定在一个有限的空间内不能再自由流动。因此，用水不溶酶或固相酶的名称就不再恰当。在1971年第一届国际酶工程会议上，正式建议采用“固定化酶”的名称[1]。 一固定化酶的发展历程[1] 酶参与体内各种代谢反应，而且反应后其数量和性质不发生变换。作为一种生物催化剂，酶可以在常温常压等温和条件下高效地催化反应，一些难以进行的化学反应在酶的催化作用下也可顺利地进行反应，而且反应底物专一性强、副反应少等优点大大促进了人们对酶的应用和酶技术的研究。近年来，酶被人们广泛应用于食品生产与检测、生物传感器、医药工程、环保技术、生物技术等领域。 1916年美国科学家NELSON和GRIFFIN最先发现了酶的固定化现象；直到20世纪50年代，酶固定化技术的研究才真正有效地开展；1953年，德国科学家GRUB-HOFER 和SCHLEITH首先将聚氨基苯乙烯树脂重氮化，然后将淀粉酶、胃蛋白酶、羧肽酶和核糖核酸酶等与上述载体结合制备固定化酶；到20世纪60年代，固定化技术迅速发展；1969年日本千畑一郎利用固定化氨基酰胺酶从DL-氨基酸生产L-氨基酸，是世界上固定化酶大规模应用的首例；在1971年的第一届国际酶工程会议上，正式建议使用固定化酶(mimobilizedenzyme)这个名称。我国的固定化酶研究开始于1970年，首先是中国科学院微生物所和上海生化所的酶学工作者同时开始了固定化酶的研究工作 二固定化酶的特点[2] [3] 固定化酶具有许多优点：极易将固定化酶与底物、产物分开；可以在较长时间内进行分批反应和装柱连续反应；在大多数情况下，可以提高酶的稳定性；酶反应过程能够加以严格控制；产物溶液中没有酶的残留，简化了提取工艺；较水溶性酶更适合于多酶反应；可以增加产物的收率,提高产物的质量；酶的使用效率提高，成本降低。但是，固定化酶也有其不足之处，如固定化时，酶活力有损失；增加了固定化的成本，工厂开始投资大；只能用于水溶性底物，而且较适用于小分子。 三固定化酶固定化方法[3] [4] 由于所固定的酶或细胞的不同，或者固定的目的及固定用的载体的不同，使固定化方法大相径庭。根据固定的一般机理，可将之分为如下几种方法。酶的固定化方法有：
（序号：101A1044 ）北京化工大学 第十届“萌芽杯”参赛作品—A类 作品名称：反式脂肪酸的研究进展 类别（综述类/实验类）：综述类 指导教师：孙巍 负责人：裴丹钰 联系方式： 2014年6月8日
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目录 摘要 (4) 关键词 (4) 第1章引言 (4) 第2章反式脂肪酸的研究进展 (5) 第2.1节反式脂肪酸的概况 (5) 2.1.1 反式脂肪酸的简要介绍 (5) 2.1.2反式脂肪酸的历史背景与发展 (7) 2.1.3反式脂肪酸的使用现状及对人体的危害 (8) 2.1.4各国对反式脂肪酸的规定与限制 (11) 第2.2节反式脂肪酸的检测方法 (14) 第2.3节反式脂肪酸的减少与替代方法 (15) 第2.4节反式脂肪酸知信度调查结果的讨论 (24) 第3章总结 (26) 参考文献 (27) 致谢 (28) 附录 (28)
反式脂肪酸的研究进展 裴丹钰，惠园园，吕博妮 摘要：反式脂肪酸存在于天然物质和加工食品中。随着生活水平的提高，人们越来越注重食品的营养价值和安全性，而含反式脂肪酸的食品对人类健康的危害越来越为大家所熟知。本论文通过阅读大量文献资料，介绍了反式脂肪酸历史背景与发展、危害、各国对反式脂肪酸的规定与限制、检测方法，归纳整理出反式脂肪酸减少与替代方法，并且在论文中对每一部分都进行讨论分析，提出思考与建议。 关键词：反式脂肪酸、危害、政策法规、减少与替代方法 第1章引言 日常生活中反式脂肪酸主要来自于氢化油。含反式脂肪酸的氢化油成本低廉，效果却可以与天然黄油相媲美。出于口味、工艺及成本等方面的考虑，一些食品生产企业在饼干、糕点、煎炸食品(薯条）、调味品(花生酱)等许多食品的生产中会使用含有反式脂肪酸的起酥油、氢化植物油，易使某些食品中会有较多的反式脂肪酸[1]。 随着科学技术的进步和经济的飞速发展，人们越来越多地食用含有反式脂肪酸的食品，但随之而来的是反式脂肪酸引起的一些食品安全问题，这引起了科研工作者的重视。近年来，国内外越来越多的研究发现，反式脂肪酸的摄入可能对人体健康造成多种不良影响，如导致心脑血管疾病、影响婴幼儿发育、导致糖尿病等，对于反式脂肪酸的有关知识，我们应该有所了解。 本文概述了反式脂肪酸的历史背景与发展、使用现状与危害、各国政策法规、检测方法，主要归纳整理了并介绍减少与替代方法，并对反式脂肪酸的知信度进行调查。 在查阅资料与调查过程中发现，关于食品中反式脂肪酸的研究在国外己比较系统，有关方面都做了较深入的研究，取得了一定的成果，但在反式脂肪酸在人体健康方面，如与某些疾病的发生是否具有直接相关性以及致病机理等的研究都还尚未取得突破性进展。而国内由于营养知识的缺乏，使得我国居民对反式脂肪酸的认识较为落后，牛羊肉、乳制品消费的不断增加以及人造奶油等氢化油的大量使用，反式脂肪酸
微生物脂肪酶应用及研究进展 摘要微生物脂肪酶主要来源于真菌和细菌，它是一类能够催化酯的水解反应以及在非水相体系中催化脂肪酸和醇类发生酯化反应的酶类。因其具有高底物专一性、区域选择性和对映选择性，而被广泛应用。本文主要论述了脂肪酶的结构、脂肪酶的理化性质以及脂肪酶在食品行业、医药工业、纺织和化工工业方面的应用，并对其未来的发展进行了展望。 关键词脂肪酶，酯化，应用，研究进展 Progress in research and application of microbial lipase Abstract Microbial lipases are mainly derived from fungi and bacteria, it is a kind of can catalyze hydrolysis of ester and enzyme catalyzed esterification of fatty acids and alcohols in non aqueous system. Because of its high substrate selectivity, regioselectivity and enantioselectivity, and is widely used. This paper mainly discusses the structure, properties and application of lipase in food industry, medicine, industry, and the future of its development was prospected. Key words lipase, esterification, application, research progress of 脂肪酶( EC 3.1.1.3) 又称三酰基甘油酰基水解酶，广泛存在于动植物和微生物体内。脂肪酶不仅可水解三脂酰甘油生成二脂酰甘油和脂肪酸（其中的二脂酰甘油可进一步被水解为一脂酰甘油、甘油和游离脂肪酸），并且能催化水解反应的逆反应——酯化反应(张数政，1984)。目前脂肪酶生产主要有提取法和微生物发酵法。由于微生物脂肪酶种类多，作用温度及范围比动植物脂肪酶广、底物专一性高，并且便于工业生产和获得较高纯度的酶制剂，因此微生物脂肪酶已成为工业生产脂肪酶的主要来源，关于脂肪酶在工业应用的研究也越来
脂肪氧合酶的作用机理及对谷物陈化的影响研究进展 摘要：脂肪氧合酶(LOX)广泛存在于生物中，并且具有不同种类的底物位置特异性，可以形成具有不同位置特异性的氢过氧化脂肪酸，进而生成具有不同生物活性的物质。本文综述了脂肪氧合酶的作用机理、对谷物陈化的影响及其抑制方法的研究进展，对谷物食品加工有一定的指导意义。 关键词：脂肪氧合酶；作用机理；谷物陈化；适口性 脂肪氧合酶(Lipoxygenase，LOX，EC 1.13.11.12)，又称脂肪氧化酶(Lipoxidase)或胡萝卜素氧化酶(Carotene Oxidase)，分子量范围一般在9000~100000之间（汪晓明等，2013）。LOX是一种含非血红素铁的蛋白，酶蛋白由单肽链组成，它专门催化具有顺，顺-1，4-戊二烯结构的不饱和脂肪酸及其酯的氢过氧化作用，通过分子内加氧，形成具有共轭双键的氢过氧化衍生物(Andreou A et al., 2009)。LOX广泛存在于各种动物、植物、真菌以及少数海生生物中，在豆类中具有较高的活力，尤其以大豆中的活力为最高，LOX占大豆总蛋白含量的1%-2%（S. Nanda et al,. 2003）。在植物中其底物主要是亚油酸(Linoleic acid)和亚麻酸(Lionlenic acid)，在动物体内其底物主要是花生四烯酸(arachidonic acid)。据脂肪氧合酶氧化花生四烯酸位置特异性，可将脂肪氧合酶分为5-LOX，8-LOX，12-LOX和l5-LOX。大豆脂肪氧合酶LOX-1属于15-LOX，它已被广泛应用于同类脂肪氧合酶功能和性质模型（何婷等，2008）。本文结合国内外文献资料综述了脂肪氧合酶的作用机理以及对食品品质的影响，对食品的加工贮藏有着重要的指导意义。 1 脂肪氧合酶的同工酶 1970年，Christopher等利用离子交换层析法将脂肪氧合酶分离成Ⅰ型和Ⅱ型两个组分，两组分在许多性质上都不同，如酶活最适pH、热稳定性、Ca2+相关性、等电点、底物专一性等。大豆脂肪氧合酶有四种电泳类型，LOX-1主要出现在层析法分离的Ⅰ型中，也正是最早被Theorell分离结晶的那一种。LOX-2和LOX-3出现在Ⅱ型中。层析法的不断改进又将LOX-3分离成3a和3b两种，这两者在许多性质上相似。LOX的几种同工酶的性质比较见表1（蔡琨，2004）。 表1 几种脂肪氧合酶同工酶性质比较 LOX-1LOX-2LOX-3a LOX-3b 最适pH 9 6.8 7 7 Ca2+相关性激活激活抑制抑制 热稳定性热稳定受热易失活受热易失活受热易失活 等电点 5.70 5.85 5.95 6.20 二硫键数 4 4 3 3 含巯基数 4 4.2 5.6或6 5.9 底物特性阴离子底 物 酯化底物单氧化物单氧化物 生成氢过氧化 物类型 13位9或13位9或13位9或13位2 脂肪氧合酶的作用机理
脂肪酶修饰研究进展 付海霞，杨国龙，毕艳兰，孙尚德 （河南工业大学粮油食品学院， 河南郑州 450001） 摘 要：脂肪酶广泛应用于食品、化工和生物技术等领域，反应体系涉及溶剂体系和水相体系；为 提高脂肪酶在反应中活性和稳定性，可采取多种方法对脂肪酶进行修饰。该文对脂肪酶修饰方法进行综述。关键词：脂肪酶；酶修饰；酶 Research progress on modification of lipases FU Hai-xia ，YANG Guo-long ，BI Yan-lan ，SUN Shang-de （College of Food Science and Technology ，Henan University of Technology ，Zhenzhou 450001，Henan ，China ） Abstract ：L ipa s e s were us ed widely in f oo d ，ch e m i c al engineering and bi o te ch n o l o gy ，and t h e rea c ti o n s cou ld be d o ne in so lvent and aq u e ous s y s te m. In o rder t o i m pr o ve t h e rea c ti o n a c tivity and s tability ，m any m et ho d s were applied t o mo dify t h e lipa s e in t h e re s ear ch. Th e m et ho d s f o r mo difi c ati o n o f lipa s e s were reviewed in t h i s arti c le .Key words ：lipa s e ；en z y m i c mo difi c ati o n ；en z y m e 中图分类号：TS201.2＋5 文献标识码：A 文章编号： 1008―9578（2013）01―0001―04收稿日期：2012–11–29基金项目：国家自然科学基金项目（31071558）作者简介：付海霞（1986~ ），女，硕士研究生，研究方向：油脂化学。通信作者：杨国龙（1974~ ），男，博士，副教授，硕士研究生导师，研究方向：脂质化学与生物技术。 脂肪酶（EC 3.1.1.3）能催化脂肪酸酯水解、醇解、 酸解、酯交换及脂肪酸酯化反应，广泛应用于食品、化工、医药、纺织等领域；脂肪酶可应用于水相反应，亦可应用于非水相反应〔1–2〕。脂肪酶系由生物细胞所分泌、以蛋白质为主要成分生物催化剂，具有选择性好、催化活性高、反应条件温和、环保无污染等特点〔3–4〕。但天然脂肪酶在实际应用中仍存在一些问题，如游离酶与产物分离困难、游离酶不易回收重复利用、游离酶稳定性差等。为解决天然脂肪酶在实际应用中存在问题，研究者采用多种方法对其进行修饰，以改善其 功能〔2，4〕。 酶修饰化技术始于20世纪50年代，并很快应用 于工业化生产〔5〕 。酶修饰目的有：定向修饰酶催化活性中心氨基酸残基，揭示酶活性中心构成及催化机理；修饰与组成酶活性中心无关氨基酸侧链，改善酶的应用性能及酶原有催化功能或创造新功能；酶与其它物质（或化合物）通过非共价键相互作用，改善酶的表面 特性或应用特性〔2–3，5〕 。根据修饰中酶与修饰分子间作用力不同，可将酶的修饰方法分为共价修饰和非共价修饰。 1 脂肪酶共价修饰1.1 大分子修饰脂肪酶 很多大分子经活化可用以修饰脂肪酶，如聚乙二醇、葡聚糖、右旋糖苷、甲壳素和壳聚糖及其衍生物等。 聚乙二醇（PEG）是一种单功能聚合物，具有一系列不同分子量产品，其无毒副作用、无刺激性、无免疫原性，并具良好水溶性，与许多有机物组份呈良好相溶性。20世纪70年代后期，PEG 对蛋白质化学修饰 已有很多报道。Abuchowski 〔6〕 研究发现，经PEG 修 饰蛋白质作为药物比未修饰蛋白质有效许多。PEG 主要通过改变蛋白分子侧链基团或分子中主链结构对脂肪酶进行修饰，按PEG 修饰基团不同可将之分为氨基修饰、巯基修饰、羧基修饰等。但PEG 用于脂肪酶化学修饰必须活化，因此PEG 修饰一般可分为两步：首先，将PEG 予以活化处理，使其连接一个活性基团，以便其与酶蛋白分子某些功能基团结合，然后将经活化PEG 与酶进行共价结合。目前，最常用活化剂有：氰尿酰氯（三聚氯氰）、三氟乙烷磺酰氯、氯甲酸–P –硝基苯酯、N –羟基琥珀酰亚胺等。其中三聚氯氰是一种常用活化剂，价格低廉、容易获得；但毒性较大，且有可能会影响酶活性。脂肪酶经活化PEG 修饰后，可提高其在有机溶剂中溶解性和稳定性；但酶活可能会有不同程度改变。用硝基苯基氯仿、氰尿酸氯化物活化的PEG 修饰念珠菌属脂肪酶，修饰酶在异辛烷中稳定性和活力均提高许多〔7〕。而用对硝基苯―氯甲酸酯活化PEG，再用此活化PEG 修饰C.rugosa 类VII 脂肪酶（CRL），修饰虽降低酶活性，但提高酶稳定 性〔8〕。经PEG 修饰后可提高酶在有机溶剂中稳定性和溶解性；但PEG 修饰脂肪酶在存在少量水条件下才能在酯化反应和酰基交换反应体系中发挥其活力，同时少量水的存在可使反应逆向进行。 甲壳素是一种在自然界储量丰富天然多糖，对蛋白质呈有高亲和性，有许多反应基团，是一种具多功能基团高分子化合物，可发生多种反应。甲壳素部分水解脱乙酰基可得到壳聚糖。甲壳素、壳聚糖均存在氨基，能与酶蛋白共价结合，又能螯合金属离子， 使金属离子不能抑制酶活性〔9〕 。脱酰壳聚糖也可通过戊二醛偶联到酶分子上。黄朋〔10〕、Lee 等〔11〕采用