AAO

Ascorbatoxidase (Ascorbinsäureoxidase) ist ein kupferhaltiges Enzym, das im Zytoplasma lokalisiert oder an die Zellwand gebunden ist. Ascorbinsäureoxidase ist mit anderen Redoxreaktionen gekoppelt und fungiert als terminale Oxidase, die die Oxidation von Ascorbinsäure katalysiert, einen Anti-Aging-Effekt aufweist und eine wichtige Rolle im Stoffwechsel von Pflanzen spielt. Pyruvinsäure, Isocitronensäure, α-Ketoglutarsäure, Apfelsäure, Glucose-6-phosphat und 6-Phosphogluconat können jeweils durch Dehydrogenasen H‑Protonen abspalten und diese auf ein Coenzym übertragen. Anschließend wird Glutathion genutzt, um das H‑Proton auf Ascorbinsäure zu übertragen. Unter der Wirkung der Ascorbatoxidase wird Ascorbinsäure zu O₂ oxidiert, das sich mit H‑Protonen zu Wasser verbindet.

Struktur

Ascorbatoxidase ist ein homodimeres Enzym mit einer Molekülmasse von 70 kDa und 552 Aminosäureresten pro Untereinheit (Zucchini). Die Faltung aller drei Domänen entspricht einem ähnlichen β‑Fass‑Typ. Das mononukleare Kupferzentrum befindet sich in Domäne 3, und das trinukleare Kupferzentrum ist zwischen Domäne 1 und 3 gebunden. In der Nähe des Typ‑1‑Kupferzentrums befindet sich eine Bindungstasche für das reduzierende Substrat, die komplementär zu einem Ascorbatmolekül ist und vom Lösungsmittel aus zugänglich ist. In der Ascorbatoxidase ist zudem ein breiter Kanal vorhanden, der den Zugang vom Lösungsmittel zum trinuklearen Kupferzentrum ermöglicht, welches die Bindungs- und Reaktionsstelle für Dioxygen darstellt.

Enzymaktivitätsassay

Eine häufig verwendete Methode zur Bestimmung der Ascorbatoxidase-Aktivität ist die iodometrische Methode, ein klassisches Verfahren mit einfacher Apparatur und hoher Genauigkeit. Die zweite Methode ist die Spektrophotometrie, die eine hohe Sensitivität und Genauigkeit, gute Reproduzierbarkeit, breite Anwendbarkeit und gute Selektivität aufweist. Die dritte Methode ist die Analyse mittels Sauerstoffelektrode, die eine hohe Sensitivität und gute Genauigkeit bietet; die Sauerstoffelektrode reagiert jedoch sehr empfindlich auf Temperaturänderungen, weshalb während der Messung eine konstante Temperatur einzuhalten ist. Die vierte Methode ist die Puls-Polarographie, die in der Handhabung einfach und reproduzierbar ist und Ergebnisse liefert, die mit denen der iodometrischen Methode übereinstimmen.

Einflussfaktoren

Anwendungen

Ascorbatoxidase ist von großer Bedeutung in der Pflanzenphysiologie. Studien haben gezeigt, dass die Ascorbatoxidase-Aktivität mit der Krankheitsresistenz von Weizen und der Resistenz von Paprika gegenüber Blattläusen assoziiert ist. Nach unterschiedlichen Behandlungen können einige Früchte wie Kiwi, Kaktusfeige, Apfel und Winterjujube über einen langen Zeitraum frisch gehalten werden. Unter Metallionen-Stressbedingungen, z. B. durch Aluminium- und Calciumionen, kann die Enzymaktivität bis zu einem gewissen Grad verbessert werden; auch in Gegenwart kleiner organischer Moleküle verändert sich die Aktivität in unterschiedlichem Ausmaß, was eine Referenz für den Anbau unter verschiedenen Kultivierungsbedingungen liefert.

Referenz