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柑橘香橙素生成途径关键酶黄烷酮-3-羟化酶特性分析及原核表达

2021-04-02田苗苗肖妃垚

食品科学技术学报 2021年2期
关键词:物种分析

黄 旭,田苗苗,肖妃垚,刘 娟,王 振,单 杨

(湖南大学 隆平分院,湖南 长沙 410082;湖南省农业科学院 农产品加工研究所/果蔬贮藏加工与质量安全湖南省重点实验室/湖南省果蔬加工与质量安全国际科技创新合作基地,湖南 长沙 410125)

类黄酮是柑橘中最重要的一类生物活性成分,包括黄烷醇、黄酮、黄烷酮、黄酮醇、二氢黄酮醇和花色苷[1],具有促进健康的功能,如:抗炎、抗癌、抗氧化等[2]。作为类黄酮化合物中的一类,二氢黄酮醇通常在柑橘等植物液泡中以糖苷衍生物的形式存在[3]。获取二氢黄酮醇的方法主要是提取法和合成法。提取法包括溶剂提取法、超声提取法和酶解法[4]等,合成法[5]包括化学合成法和生物催化合成法[6]等。提取法和化学合成法虽然发展成熟但仍存在化学物质残留、副产物过多等不利因素[7]。近年来,生物催化合成的方法以廉价底物合成高价值的目的产物越来越受到人们广泛关注。借助于微生物进行改造后生产天然产物能够不受季节限制,还具有反应温和、选择性强等优点,对生产高附加值食品及保健品等原料具有极大优势[8]。

黄烷酮-3-羟化酶(flavanone-3-hydroxylase,F3H)能够催化黄烷酮类化合物柚皮素在C- 3位置立体定向羟基化,合成二氢黄酮醇香橙素(见图1),是黄酮醇化合物和花色苷生物代谢途径上的关键酶之一[9]。

图1 柚皮素在黄烷酮-3-羟化酶的作用下合成香橙素的路线Fig.1 Aromadendrin synthesis pathway from naringenin catalyzed by flavanone-3-hydroxylase

Forkmann等[10]在紫罗兰中首次发现F3H并对其酶活性和纯化鉴定进行了报道,在后续研究中发现在酶催化反应过程中也同样需要氧气、酮戊二酸盐、亚铁离子和抗坏血酸作为辅助因子[11]。……

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