Effect of thermal treatment on secondary structure and conformational change of mushroom polyphenol oxidase (PPO) as food quality related enzyme: A FTIR study
In order to understand the conformational changes of polyphenol oxidase (PPO), which is a food quality related enzyme, after thermal treatment, secondary structure changes of the enzyme were analyzed by using Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy and compared with the change in enzyme activity in the temperature range of 25–80 °C. Fourier self-deconvolution, neural network (NN) and curve-fitting analysis were applied to the amide I band of FTIR spectra for detail analysis of secondary structure elements. FTIR analysis indicated that PPO is an α-helix dominating enzyme. Detail analysis revealed that, as temperature increased, α-helix and β-sheet decreased, but aggregated β-sheet, turns and random coil increased. The marked changes were noted at 40 °C with the occurrence of new bands due to aggregated β-sheet structures, all of which indicate protein denaturation. These aggregation bands were still observed when the temperature was reduced back to 25 °C, from 70 °C, demonstrating an irreversible change in the structure.
4. Conclusion
In the present study, changes in structure and activity of PPO during thermal treatment in the temperature range of 25–80 °C were investigated. According to the inactivation studies, the enzyme remained fully active up to 40 °C. Higher inactivation was achieved between 50 °C and 70 °C and the enzyme was completely inactivated at 70 °C for 5 min. Furthermore, no activity was observed over 80 °C. To explore the secondary structure and conformation change of PPO, Fourier self-deconvolution, NN and curve-fitting analysis were applied to the amide I region of the FTIR spectrum. FTIR results revealed that the PPO enzyme is an α-helix dominating enzyme and α-helix and β-sheet content decreased, aggregated β-sheet, turns and random coil increased at 55 °C, indicating protein denaturation. Moreover, the FTIR spectrum at 70 °C and that at 25 °C after cooling were very similar to each other and this was different than the original spectrum of 25 °C. In conclusion, denaturation of the enzyme was irreversible. This study gives information about the inactivation mechanism of polyphenoloxidase during thermal treatment in a model system. Further studies will be carried out to clarify the inactivation mechanism of the enzyme in food systems.
ผลของการใช้ความร้อนต่อโครงสร้างและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเอนไซม์โพลีฟีนอล เห็ด ( PPO ) เป็นคุณภาพที่เกี่ยวข้องกับอาหารที่เอนไซม์ :
( การศึกษาเพื่อให้เข้าใจการเปลี่ยนแปลงใน polyphenol oxidase ( PPO ) ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับคุณภาพอาหาร หลังจากความร้อนรักษาการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเอนไซม์ที่ได้มาวิเคราะห์โดยใช้ฟูเรียร์ทรานฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี ( FTIR ) และเมื่อเทียบกับการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมของเอนไซม์ในช่วงอุณหภูมิ 25 – 80 องศา ฟูเรียร์ตนเอง ธีค โวลูชั่น , โครงข่ายประสาทเทียม ( NN ) และการวิเคราะห์เส้นโค้งเพื่อใช้ FTIR spectra เอไมด์ผมวงดนตรีของการวิเคราะห์รายละเอียดขององค์ประกอบโครงสร้าง รองการวิเคราะห์ FTIR พบว่า PPO เป็นแอลฟาเกลียวที่มีเอนไซม์ การวิเคราะห์ในรายละเอียดพบว่า อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่เป็นเกลียวแอลฟาบีตา - และแผ่นจะลดลง แต่รวมบีตา - แผ่น และแบบม้วนจะเพิ่มขึ้น การเปลี่ยนแปลงที่ทำเครื่องหมายไว้ที่ 40 ° C กับการเกิดวงใหม่เนื่องจากโครงสร้างรวมแผ่นบีตา - ซึ่งทั้งหมดนี้แสดง ( โปรตีนวงย่อยเหล่านี้ยังพบว่าเมื่ออุณหภูมิลดลงกลับไปที่ 25 ° C , 70 ° C , แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงแก้ไขไม่ได้ในโครงสร้าง .
4 สรุป
ในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและกิจกรรมของ PPO ในระหว่างการใช้ความร้อนในช่วงอุณหภูมิ 25 ° C ( 80 ) เพื่อเพิ่ม ตามการใช้งานศึกษาเอนไซม์ยังคงเต็มที่ใช้งานได้ถึง 40 องศา สูงกว่า ทำให้มีความระหว่าง 50 ° C และ 70 องศา C และเอนไซม์ถูกยับยั้งอย่างสมบูรณ์ที่อุณหภูมิ 70 องศา C เป็นเวลา 5 นาที นอกจากนี้ กิจกรรมที่ไม่พบกว่า 80 องศา เพื่อศึกษาโครงสร้างโครงสร้างและการเปลี่ยนแปลงของ PPO , ฟูเรียร์และวิเคราะห์ตนเอง ธีค โวลูชั่น ต. โค้ง ลองประยุกต์เอไมด์ผมเขตของ FTIR สเปกตรัมFTIR พบว่าเอนไซม์ PPO เป็นแอลฟาเกลียวที่มีเอนไซม์แอลฟาและบีตา - เนื้อหาแผ่นเกลียวและลดลงรวมบีตา - แผ่นและม้วนสุ่มเปลี่ยนเพิ่มขึ้น 55 ° C , แสดง ( โปรตีน ยิ่งไปกว่านั้น , FTIR สเปกตรัมที่ 70 องศา C และที่ 25 ° C หลังจากเย็นเป็นคล้ายกันมากกับแต่ละอื่น ๆและนี้คือที่แตกต่างกว่าเดิมสเปกตรัมของ 25 องศา สรุป( ของเอนไซม์ได้ การศึกษานี้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับการยับยั้งกลไกของโพลีฟีนอลอ ซิเดส ระหว่างการใช้ความร้อนในระบบแบบ การศึกษาเพิ่มเติมจะต้องดำเนินการเพื่อให้กลไกการยับยั้งของเอนไซม์ในระบบอาหาร
การแปล กรุณารอสักครู่..