菊苣酸抗氧化性及對抑制酪氨酸酶催化反應的動力學研究

05-25

生物體新陳代謝會產生大量有害自由基，同時紫外光、大氣污染、γ射線輻照等外部因素亦會加速機體自由基的產生。另外人體、動植物和微生物中含有大量的酪氨酸酶（EC 1.14.18.1），是合成黑色素的關鍵酶和限速酶。自由基和酪氨酸酶均影響機體的健康。當生物機體內抗氧化劑和氧化劑失衡時，生物大分子產生氧化損傷，從而影響機體功能，加速生物體的衰老。酪氨酸酶的過度表達，導致生物體色素過度沉澱，引發帕金森等疾病。亦使果蔬來源的飲料或食品等發生褐變，造成感官和營養價值的破壞。

近年來有關自由基和酪氨酸酶方面的研究，在食品保鮮、醫學及農業、化妝品方面均取得良好的成果，引起人們的廣泛關注。例如 Garaguso和 Sihema等研究了橘子紅酒和農作物中酚類物質的抗氧化活性。Hu和Biswas等分別研究氯肉桂酸和紅紫素對蘑菇酪氨酸酶的抑制動力學。目前,抗氧化劑和酪氨酸酶抑製劑的主要來源為化學合成和天然產物提取。化學合成產物具有潛在的毒性，在使用過程中受到限制。而從天然產物中提取的抗氧化劑和酶抑製劑具有安全、經濟等特點，已成為研究的熱點。

菊苣酸（cichoricacid），又稱二咖啡醯酒石酸，屬咖啡酸衍生物，是由咖啡酸和酒石酸縮合而成，菊苣和紫錐菊中極為重要的活性成分之一。菊苣酸的分子結構見圖1所示。本試驗以菊苣酸為抗氧化劑和酶抑製劑，研究其抗氧化能力及對酪氨酸酶催化氧化的影響機制,得到相關的動力學參數，以期為菊苣酸的深度開發和利用提供理論基礎，更好地發揮菊苣酸的經濟價值。

以DPPH·OH的清除效果和鐵還原力為指標，採用酶動力學方法研究菊苣酸的抗氧化活性和對酪氨酸酶單酚酶和二酚酶的影響及抑制作用。結果表明：菊苣酸對DPPH·OH 由基的清除率和鐵還原力與菊苣酸濃度呈線性量效關係，IC50值分別為13.63，14.26 和13.78 mg/L。菊苣酸對酪氨酸酶單酚酶和二酚酶均具有較好的抑制作用，對單酚酶和二酚酶活性抑制的IC50值分別為0.26 mmol/L 和0.71 mmol/L，顯著小於熊果苷對二酚酶活性抑制的IC50值（5.3 mmol/L）。菊苣酸能明顯延長單酚酶的遲滯時間。在濃度為0.40 mmol/L時，菊苣酸可使遲滯時間由134 s 延長至383 s，延長2.87 倍。Lineweaver-Burk菊苣酸對二酚酶的抑製表現為可逆競爭型抑制，最大反應速率（vm）為83.30μmol/L，抑制常數（KI）為0.14 mmol/L。

通過多種體系評價菊苣酸的抗氧化能力，結果表明菊苣酸具有明顯的抗氧化能力，菊苣酸對酪氨酸酶單酚酶和二酚酶均有較好的抑制作用，主要表現為酪氨酸酶酶活下降。菊苣酸對單酚酶的抑制效應為酶催化反應的遲滯時間明顯延長，菊苣酸濃度與二酚酶的抑制率呈量效關係菊苣酸作為抗氧化劑，具有較好的應用前景。