Date post: | 10-Apr-2018 |
Category: |
Documents |
Upload: | cupuyc3643 |
View: | 245 times |
Download: | 0 times |
of 52
8/8/2019 enzime teza
1/52
UNIVERSITATEA DE TIINE AGRICOLE IMEDICIN VETERINAR CLUJ-NAPOCA
Domeniu: BIOTEHNOLOGII
Rezumatul Tezei de Doctorat
Studiul activitii unor enzime vegetale
(lipoxigenaze i lipaze) implicate n biotehnologia
i metabolismul lipidelor
Conductor tiinificProf.Dr. Carmen SOCACIU
DoctorandIng.Veronica Sanda CHEDEA
Cluj-Napoca2009
8/8/2019 enzime teza
2/52
CUPRINS
CUPRINS..............................................................................................................................................2
INTRODUCERE: Scop i obiective.....................................................................................................3I. STUDII ALE ACTIVITII LIPOXIGENAZICE ..........................................................................8I.1. CINETICA DIVERSELOR LIPOXIGENAZE DIN BOABELE DE SOIA ESTEINFLUENAT DE pH, DISPONIBILTATEA SUBSTRATULUI I PROCEDURADE EXTRACIE..............................................................................................................................8I.2. CINETICA OXIDRII SN1-PALMITOIL, SN2-LINOLEOIL FOSFATIDILCOLINEI (PC) CA SUBSTRAT PENTRU LIPOXIGENAZA RECOMBINAT DINPORUMB (RM9-LOX) ..................................................................................................................11I.3. EVALUAREA COMPARATIV A ACTIVITII LIPOXIGENAZEI NDIFERITE CONDIII DE REACIE, UTILIZND PARAMETRII SI CINETICI .................14
I.3.1. Determinarea parametrilor cinetici KMi Vmax pentru LOX-1 standard avnd
ca substrat acidul linoleic n absena i prezena Tween 20 i a 13-HPOD namestecul de reacie ....................................................................................................................14I.3.2. Cinetica oxidrii acidului linoleic de ctre LOX-1 din soia ntr-un mediu dereacie saturat n oxigen ..............................................................................................................15I.3.3. Influena unor detergeni asupra oxidrii acidului linoleic i a 1-linolenoil-ras-glicerolului de ctre LOX-1 standard i RZM9-LOX.................................................................16I.3.4. Determinarea parametrilor cinetici (KM, Vmax) a LOX pure folosind ca substratacidul docosadienoic acid (acid brasic) (22:2)............................................................................19
II. STUDII PRIVIND INHIBIIA LIPOXIGENAZEI......................................................................21II.1. INHIBIIA LIPOXIGENAZEI DE CTRE QUERCETIN ...............................................21
II.1.1. Influena quercetinei pure asupra oxidrii linoleatului de sodiu de ctre
lipoxigenaza pur din boabele de soia LOX-1............................................................................21II.1.2. Interaciunea intermolecular ntre lipoxigenazi quercetin este influenatde pH i timpul de incubare ........................................................................................................26
II.2. EFECTUL INHIBITOR AL IZOFLAVONELOR DIN SOIA ASUPRAACTIVITII LIPOXIGENAZEI DIN BOABELE DE SOIA.....................................................28II.3. ACTIVITATEA LIPOXIGENAZEI N PREZENA CATECHINEI,EPICATECHINEI I A UNOR PROCIANIDINE N MEDIU BIOTIC I ABIOTIC.................32
II.3.1. Compoziia n polifenoli i stabilitatea extractului apos din smburi destruguri din soiul Merlot Reca...................................................................................................32II.3.2.Compoziia n polifenoli a extractului enzimatic LE ........................................................38II.3.3. Interaciunea dintre lipoxigenaza puri din extract i catechina puri dintr-
un extract polifenolic ca model de studiu al modulrii echilibruluioxidant/antioxidant n condiii abiotice i biotice.......................................................................39II.4. EVALUAREA UNOR CAROTENOIDE CA INHIBITORI DELIPOXIGENAZ43
CONCLUZII GENERALE.................................................................................................................49
8/8/2019 enzime teza
3/52
INTRODUCERE: Scop i obiective
Lipazele i lipoxigenazele sunt enzime cheie implicate n metabolismul
lipidic att la nivelul celulei vegetale ct i al celei animale. Date extinse dinliteratura de specialitate se refer la implicaiile acestor enzime n bolile umane i
mult mai puin la implicaiile lor n fiziologia i patologia plantelor. Tehnologia i
biotehnologia alimentar au profitat de cunotintele deja acumulate despre lipaze
i lipoxigenaze, n special pentru gsirea unor soluii n vederea modulrii sau
inhibrii activitii acestora, evitndu-se distrugerea (prin hidroliz i oxidare) a
matricelor lipidice i formarea de mirosuri neplcute.
Lipoxigenazele, care se gsesc att n regnul vegetal ct i cel animal, sunt
o familie de proteine monomerice dioxigenaze care conin ionul de fier neheminic
ca i cofactor, nu conin sulf i catalizeaz oxidarea acizilor grai polinesaturai
cum ar fi, acidul linoleic, linolenic i arahidonic, acizi ce conin n molecula lor cel
puin un fragment structural 1Z, 4Z-pentadien. n urma reaciei lipoxigenazei se
formeaz hidroperoxizi folosind trecerea de la ionul Fe+2 la Fe+3 i oxigenul
molecular, prin transfer de electroni ntre radicali intermediari. Enzima poate s
catalizeze de asemenea i cooxidarea carotenoidelor, ducnd astfel la pierdera
culorii naturale i a anumitor nutrieni eseniali. LOX sunt implicate in generarea
aromelor n numeroase produse din plante, n decolorarea pigmenilor i n
poteniala compromitere a statusului antioxidant. De exemplu ele sunt
responsabile pentru mirosurile nedorite produse n timpul procesrii i depozitrii
produselor proteice derivate din seminele de leguminoase i dezvoltarea gustului
8/8/2019 enzime teza
4/52
de nvechit a berii n timpul pstrrii acesteia. n cazul pastelor finoase LOX sunt
implicate n pierderea culorii, demonstrati prin corelaia pozitiv ntre scderea
coninutului n -caroten dup pastificare i activitatea lipoxigenazelor. n plus,
hidroperoxidarea i reaciile de decolorare a LOX sunt corelate, demonstrnd c
decolorarea poate fi datorat unei aciuni co-oxidative a LOX.
S-a demonstrat n literatura de specialitate c lipazele dein un loc secundar
n formarea de molecule cu potenial toxic i au mecanisme mai puin interesante
legate de stresul oxidativ, i prin urmare experienele ce fac obiectul acestei teze
au fost dezvoltate n direcia inhibrii lipoxigenazelor vegetale. Scopul prezentei
teze este cel de a contribui la dezvoltarea cunotinelor legate de activitatea
lipoxigenazelor de origine vegetal (utiliznd boabele de soia ca matrice i
surs de enzime i lipide), de implicarea acestor enzime n producerea de
molecule toxice, oxidate i mirosuri neplcute precum i de mecanismele
inhibrii acestora de ctre compui antioxidani naturali.
Cum deja a fost propus n urma cercetrilor anterioare, efectul inhibitor al
antioxidanilor asupra lipoxigenazei depinde de starea fizico-chimic a substratuluii de tipul de lipoxigenaz, i se poate schimba complet n funcie de condiii.
Stresul oxidativ, consecina dezechilibrului dintre prooxidani i
antioxidani la nivelul organismului, ducnd la formarea de hidroperoxizi toxici, a
ctigat rapid atenia cuvenit ca un fenomen cheie n bolile cronice: boli
cardiovasculare, hipertensiune, diabet i cancer.
Complexe ale radicalilor peroxil se formeaz n tipul ciclului catalitic al
LOX, complexe ce pot servi ca surs de radicali liberi. Din aceast direcielipoxigenazele pot fi vzute ca un inductor de stres oxidativ, stres oxidativ ce
favorizeaz la rndul lui un ntreg set de procese co-oxidative i peroxidri
lipidice, mediate sau nu enzimatic de LOX. Avnd n vedere efectele distructive la
nivelul organismului ale dezechilibrului cauzat de oxidarea acizilor grai, exist un
interes considerabil n gsirea i caracterizarea de noi inhibitori ai LOX.
8/8/2019 enzime teza
5/52
Efectele distructive ale poceselor oxidative pot fi reduse printr-o diet
bogat n flavonoide i carotenoide, compui care se gsesc n fructe, legume i
anumite buturi. Antioxidani ca flavonoidele i carotenoidele care acioneaza
mpotriva radicalilor liberi pot aciona i ca inhibitori de LOX.
Principalele obiective experimentale ale tezei sunt:
1. Studiul activitii lipoxigenazei, pure sau n extract n diferite condiii de
reacie. Lipoxigenazele folosite au fost: lipoxigenaza pur, standard din
boabele de soia, lipoxigenazele din extractul nepurificat din boabele de soia
i lipoxigenaza recombinat din porumb. A fost studiat modul n care
cineticile diferitelor lipoxigenaze din soia sunt influentate de pH,
disponibilitatea substratului i diferitele proceduri de extracie folosite.
2. Studiul activitaii lipoxigenazei prin inhibiia specific de ctre dou clase
de inhibitori naturali : polifenolii (quercetina- inhibitor generic din clasa
flavonoidelor, izoflavone, catechina i ali flavan-3-oli, procianidine) i
carotenoide. Aceste studii au avut ca scop explicarea activitii enzimatice
n relaie cu interaciunea molecular direct sau indirect a lipoxigenazei
cu moleculele inhibitoare.
Structura tezei. Prima parte a tezei reprezint studiul de literatur iar
partea a doua conine procedurile experimentale: materiale i metode, rezultate i
discuii, concluzii.
Prima parte include dou capitole (I-II):
Capitolul I - Lipoxigenaze: caracterizare general i mecanismele
biochimice specifice
Capitolul II - Lipaze: caracterizare general
8/8/2019 enzime teza
6/52
Partea a Doua (Contribuii originale) este organizat n dou capitole:
Capitolul III Studii ale activitii lipoxigenazice. n prima parte a
acestui capitol s-a studiat comportamentul cinetic a diferitelor lipoxigenaze
extrase din boabele de soia i s-a artat c acesta este influenat de pH,
disponibilitatea substratului i procedurile de extracie. n partea a doua
sunt prezentate rezultatele legate de cinetica oxidrii sn1-palmitoil, sn2-
linoleoil fosfatidil colinei ca substrat al 9-lipoxygenazei din porumb
recombinate. n partea a treia a acestui capitol o evaluare comparativ a
activitii lipoxigenazei n diferite condiii de reacie este prezentat: mediu
de reacie saturat cu oxigen, prezena clorurii de sodiu sau a diverilor
detergeni n mediul de reacie.
Capitolul IV Studii privind inhibiia lipoxigenazei. n prima parte sunt
prezentate importana i mecanismele de inhibiie a lipoxigenazei.
Capitolul continu cu partea a doua, tratnd influena quercetinei pure
asupra oxidrii linoleatului de sodiu de ctre lipoxigenaza pur din boabele
de soia. Partea a treia este dedicat interaciunilor intermoleculare dintrelipoxigenazi quercetini cum acestea sunt influenate de pH i timpul
de incubare. n partea a patra este prezentat efectul inhibitor al
izoflavonelor din soia asupra lipoxigenazelor din soia. Activitatea
lipoxigenazei n prezena catechinei, epicatechinei i a procianidinelor n
mediu abiotic i biotic este prezentat n partea a cincea. n partea a asea
unele carotenoide sunt evaluate ca inhibitori de lipoxigenaz.
Experimentele ce alctuiesc aceast tez au fost efectuate n laboratoarele
Departamentului de Chimie i Biochimie a Universitii de tiine Agricole i
Medicin Veterinar Cluj-Napoca sub coordonarea Prof. Carmen Socaciu, n
cadrul Departamentului de Oxilipine, Institutul de Biochimie i Biofizic din
Kazan, filial a Academiei de tiine Ruse i n Departamentul de Biochimie a
8/8/2019 enzime teza
7/52
Universitaii din Kazan, Federaia Rus sub coordonarea Prof. Alexander
Grechkin i n Departamentul de Chimie Organic, Facultatea de Inginerie n
Biotiine, Universitatea din Ghent, Belgium, sub coordonarea Prof. Roland
Verhe. Activiatea desfurat n cadrul acestei teze a fost n parte finanat de un
proiect CNCSIS, PNII, proiectul TD 392/2007.
8/8/2019 enzime teza
8/52
I. STUDII ALE ACTIVITII LIPOXIGENAZICE
I.1. CINETICA DIVERSELOR LIPOXIGENAZE DIN BOABELE DE SOIAESTE INFLUENAT DE pH, DISPONIBILTATEA SUBSTRATULUI I
PROCEDURA DE EXTRACIE
Scop i obiective
Enzimele LOX s (MW 95 kDa) sunt active n diferite condiii, fiecare
enzim din familia LOX avnd un pH optim specific, acest fapt explicnd
diferenele de comportament kinetic.
Scopul experimentelor efectuate n cadrul acestui capitol a fost evaluarea
comportamentului cinetic a trei lipoxigenaze din extractul primar din boabele de
soia. Aceste enzime catalizeaz formarea mirosurilor neplcute n timpul
procesrii boabelor de soia n vederea obinerii de produse alimentare. Studiul de
fa se dorete a fi o etap premergatoare celei reprezentate de inhibiia
lipoxigenazelor de ctre compui naturali cu potenial antioxidant.
Experimentele au avut urmtoarele obiective:
1. Determinarea parametrilor cinetici a LOX-1 din soia pur, la diferite pH-uri.
2. Determinarea comparativ a parametrilor cinetici a diverselor extracte din
boabele de soia, extracte ce conin enzime LOX, n funcie de procedura de
extracie i testare.
3. Evaluarea parametrilor care influeneaz activitatea LOX: pH-ul i raportul
enzim substrat, ca indicatori ai afinitii enzimatice n diferite medii de reacie.
Rezultate
Curbele cinetice la diferite pHm (6.1, 7.1 i 9) prezint activitatea specific
a LOX-1, LOX-2 i LOX-3.
Am confirmat date din literatura de specialitate legate de dependena
enzimelor LOX de pHm (Siedow, 1991; Loiseau i col, 2001; Kosary i col,
2004). Influena pH-ului asupra activitii SLOX (LOX-1 din boabele de soia),
8/8/2019 enzime teza
9/52
poate fi explicat prin faptul c la diferite pHm situsul catalitic al enzimelor de
LOX are conformaii i stri oxidative ale ionului de fier diferite. (Gardner, 1989).
Considernd rezultatele noastre obinute prin testul T0 (enzima pur)putem
afirma c cele mai bune condiii de evaluare a activitii LOX este s se aleag un
pHdil i un pHm de 9.0 (n tampon borat 0.2M) la E/LS = 0.09510 -3. Cnd
raportul E/LS a crescut de 2 ori, activitatea LOX-1 a sczut cu aproximativ 40%,
E/LS optim fiind observat ntre 0.05 i 0.110-3 mg protein/nmol substrat. Pentru
studiile de inhibare a LOX asemenea observaii pot fi utile, indicnd cel mai
potrivit pH i raport E/LS pentru msurtori cinetice.
Testele T1-T3 pentru extractul primar (E1) au evaluat activitatea LOX-1 la
pH=9 (T1), activitatea LOX-2 la pHm=6.1 (T2) i LOX-3 la pH=7.1 (T3).
Fig.I.1. Curbele cinetice ale activitii lipoxigenazei LOX-1, din diferite extractedin fina de soia (E1-E4), msurate la pHm =9.0. Extractele au fost preparate ladiverse pHdil, folosindu-se diferite rapoarte de concentraie enzim-substrat,exprimate ca mg protein10-3 /nmol substrate. Creterea n absorban (Abs) (0-300 sec) la 234 nm indic n fiecare caz formarea de 13-HPOD. A. pHdil= 6.1 iE1/LS = 1.44 ; B. pHdil= 6.1 i E1/LS = 11.56; C. pHdil= 6.1 i E2/LS = 6.12; D.pHdil= 6.8 i E3/LS = 2.52; E. pHdil= 7.1 i E4/LS = 2.64.
8/8/2019 enzime teza
10/52
Fig.I.2. Curbele cinetice ale LOX-2 din extractele bogate n lipoxigenaz (E1-E4),msurate la pHm =6.1. Extractele au fost obinute la diferite pHdil folosindu-sediferite rapoarte (E/LS), exprimate ca mg protein10-3/nmol substrate. Creterea nabsorbie (0-300 sec) la 234 nm indic, n fiecare caz, formarea unui amestec de13- i 9-HPOD. A. pHdil= 6.1 i E1/LS = 2.88; B. pHdil= 6.1 i E1/LS = 2.32; C.pHdil= 6.1 i E1/LS = 1.44; D. pHdil= 6.1 i E2/LS = 1.52; E. pHdil= 6.8 i E3/LS
= 1.24; pHdil=7.1 i E4/LS = 1.64.
Fig.I.3. Curbele cinetice suprapuse ale activitii LOX-3, din extractele bogate nlipoxigenaz (E1-E4), msurate la pHm =7.1. Extractele au fost obinute la diferitepHdil folosindu-se diferite rapoarte (E/LS), exprimate ca mg protein10-3/nmolsubstrat. Creterea n absorbie (0-300 sec) la 280 nm indic, n fiecare caz,
0.6
1.5
0.8
1
1.2
1.4
0 300100 200
Abs
Time [sec]
ab
c
8/8/2019 enzime teza
11/52
formarea de cetodiene; a-E1, pHdil=6.1 i E1/LS = 0.36; b-E2, pHdil=6.1 i E2/LS= 0.38, i E3 pHdil=6.8, E3/LS = 0.155; c-E4,pHdil=7.1 i E4/LS = 0.205.
n cazul testului T1, la pHm=9,extractele E2i E3,dar nu E1 au avut o faz
de lag corespunztoare unei viteze de reacie sczute. A fost demonstrate c faza
de lag crete la concentraii mari ale acidului linoleic i descrete cu creterea
concentraie de produs de reacie, respectiv HPOD (Wang et al, 1993). Faze de lag
au fost de asemenea observate pentru pHm=6.1 pentru toate extractele E1-E4.
T1 indic o mai bun extracie a LOX-1 n E1 i E3, T2 indic activitatea
sczut a LOX-2 n extractele din boabele de soia, n timp ce T3 indic faptul c
extractele degresate E3i E4 au avut o activitate mai bun a LOX-3 dect extractul
primar sau E2. Rezultatele msurtorilor efectuate prin testul T3 pentru cinetica
LOX-3 sunt mai dificil de interpretat deoarece produsul de hidroperoxidare este
parial transformat n cetodiene care absorb la 280nm (Axelrod et al, 1981).
I.2. CINETICA OXIDRII SN1-PALMITOIL, SN2-LINOLEOIL FOSFATIDILCOLINEI (PC) CA SUBSTRAT PENTRU LIPOXIGENAZA RECOMBINAT
DIN PORUMB (RM9-LOX)
Scop i obiective
Scopul acestui experiment (efectuat la Universitatea din Kazan, Federaia
Rus, Departmentul de Biochimie i la Institutul de Biochimie i Biofizic din
Kazan, filial a Academiei de tiine Ruse, Departamentul de Oxilipine sub
coordonarea Prof. Alexander Grechkin) a fost elucidarea supoziiei c 9-LOX
catalizeaz dioxigenarea lipidelor complexe cum ar fi PC n poziia 9 a lanului de
carbon. Am luat n studiu 9-lipoxigenaza din porumb recombinat (RM9-LOX),
care adaug oxigen la carbonul 9 a acidului linoleic i prezint activitate de
hidroperoxidare la pH cuprins ntre 6.5 i 7.5-activitatea maxim a fost observat
la pH 7.0 (Wilson et al, 2001).
8/8/2019 enzime teza
12/52
Rezultate
Fig.I.4. prezint cromatograma produilor de oxidare a 1- palmitoil, 2-linoleoil fosfatidil colina catalizat de 9-LOX din porumb recombinat. Au fost
identificate 6 semnale, patru dintre ele fiind identificate pe baza cromatogramelor
standard din baza de date lipidice (http://lipidbank.jp/image/DFA0014SP0001.gif)
pus la dispoziie de dr. T. Kasama. Semnalele 5 i 6 au fost identificate ca fiind
trimetilsilil eterii a 9-HPOD (semnalul 5) i a13-HPOD (semnalul 6).
Fig.I.4. Gaz cromatograma produilor de reacie n cazul oxidrii 1- palmitoil, 2-
linoleoil fosfatidil colina n prezena lipoxigenazei recombinate din porumb, 9-
LOX. 6 semnale au fost identificate ca fiind: 1-acidul miristic, 2- acidul palmitic,
3- acidul heptadecenoic (margaric, daturic), 4-acidul stearic, 5-, 9-OTMS-stearat,
6-, 13-OTMS-stearat.
Identificarea semnalelor este prezentat n Tabelul I.1.
8/8/2019 enzime teza
13/52
Tabel I.1.Identificarea celor mai importani produi de reacie obtinui prin oxidarea 1-
palmitoil, 2-linoleoil phosphatidil colinei de ctre 9-LOX din porumb nconcordan cu timpii de retenie i raporturile m/z
PeakNo.
Semnalnr.
Retentiontime/min
Timpul deretenie/min
Identification
Identificarea
m/z ratio forthe base
peaks [M-H]-raportul m/z
pentrusemnalele debaz [M-H]-
Chemical structure
Structura chimic
1. 8.74 Acid Miristic
C14:0
211, 242
2. 11.05 Acid PalmiticC16:0
239, 270
3. 12.11 AcidMargaricC17:0
241, 284
4. 13.28 Acid StearicC16:0
255, 298
5. 16.02 9-HPOD* 229, 259
6. 16.30 13-HPOD* 173, 315
* Compuii identificai au fost prezeni n cromatogram ca trimetilsilil eteri.
8/8/2019 enzime teza
14/52
I.3. EVALUAREA COMPARATIV A ACTIVITII LIPOXIGENAZEI NDIFERITE CONDIII DE REACIE, UTILIZND PARAMETRII SI
CINETICI
I.3.1. Determinarea parametrilor cinetici KMi Vmax pentru LOX-1 standard
avnd ca substrat acidul linoleic n absena i prezena Tween 20 i a 13-HPOD n amestecul de reacie
Scop i obiective
Folosind LOX-1 standard i acidul linoleic ca substrat am determinatparametrii cinetici KM i Vmax, i curba Michaelis-Menten ca date de referin
pentru studii viitoare n condiiile noastre experimentale. Pornind de la aceast
ideie am evaluat i influena Tween 20 i a 13-HPOD asupra oxidrii acidului
linoleic de ctre LOX-1 std.
Rezultate
n cazul activitii LOX n absena Tween 20 i a 13-HPOD n amestecul de
reacie (considerate condiii standard de reacie), curba Michaelis-Menten arat c
la concentraii mai mari de 100 M avem o inhibiie generat de substrat pentru
concentraia de enzim luat n studiu de aceast dat. Pentru a obine graficul
Lineweaver-Burke, 1/[S] i 1/v au fost calculate pentru concentraii diferite de
substrat (5-100M).
Valorile KMi Vmax calculate au fost:
KM=20 M, vmax=40 M* s-1*mg.enz.-1n cazul activitii enzimatice n absena
Tween 20 i a 13-HPOD n amestecul de reacie
i
KM=25 M, vmax=48 M* s-1*mg.enz.-1 n cazul activitii enzimatice n prezena
Tween 20 i a 13-HPOD n amestecul de reacie
8/8/2019 enzime teza
15/52
I.3.2. Cinetica oxidrii acidului linoleic de ctre LOX-1 din soia ntr-un mediu
de reacie saturat n oxigen
Scop i obiective
Acest experiment a avut ca obiect de studiu oxidarea acidului linoleic de
ctre LOX-1 cnd mediul de reacie a fost saturat cu oxigen.
Rezultate
Tabelul I.2 prezint viteza oxidrii acidului linoleic de ctre LOX-1 n
absena i n prezena oxigenului adugat n amestecul de reacie.
Tabel I.2.Vitezele de reacie pentru oxidarea acidului linoleic n prezena sau absena O2adugat n amestecul de reacie.
Substr. conc.
(M)Conc.substr.
Reaction velocity for the oxidationof linoleic acid in oxygen
saturated mediumViteza de reacie pentru oxidarea acidului linoleic
n mediu saturat n oxigen
Reaction velocity for the oxidationof linoleic acid in medium
unsaturated in O2Viteza de reacie pentru oxidarea
acidului linoleic n mediu nesaturat noxigen
5 0,0005 0,0005
6,25 0,0005 0,0005
10 0,0004 0,0003
20 0,0019 0,0027
Oxigenul influeneaz viteza de reacie proporional cu creterea concentraiei desubstrat.
8/8/2019 enzime teza
16/52
Influena s rii (NaCl) asupra comportamentului cinetic al oxid rii acidului
linoleic de ctre LOX-1
n acord cu experimente cinetice efectuate de alte grupuri de cercetare
(Coffa i col, 2005), a fost de asemenea evaluat oxidarea acidului linoleic de
ctre LOX-1 n prezena srii n amestecul de reacie.
Absorbanele nregistrate pentru vitezele maxime de reacie au fost 0,015
AU n absena srii i 0,015 AU n prezena acesteia.
I.3.3. Influena unor detergeni asupra oxidrii acidului linoleic i a 1-linolenoil-ras-glicerol de ctre LOX-1 standard i RZM9-LOX
Scop i obiective
Lipoxigenazele catalizeaz oxidarea acidului linoleic n mediu apos doar
dac substratul este disponibil pentru enzim n special ca emulsie. Starea instabil
de agregare a emulsiilor acizilor grai polinesaturai n faza apoas au dus la
concluzia c ar trebui utilizai detergeni pentru a stabiliza emulsiile substratului.Datele de literatur relev faptul c cele mai multe rezultate au fost obinute pentru
acil gliceroli i fosfolipide care sunt substrat pentru lipaze i fosfolipaze ns puin
s-a lucrat n acest sens pe lipoxigenaz.
Detergenii utilizai n urmatoarele experimente sunt: Tween 20, SDS,
zwittergent i deoxicolat i influena acestora asupra oxidrii 1-Linolenoil-ras-
glicerolului (18:3-G) de ctre LOX-1 standard i RZM9-LOX a fost evaluat.
Rezultate
ntr-un experiment precedent (Capitolul III.3.1.) s-a artat c Tween 20 a
crescut viteza de reactie a acidului linoleic de ctre LOX-1. Acest set de
experimente au urmrit influena anumitor detergeni asupra oxidrii lipidului
8/8/2019 enzime teza
17/52
complex 1-Linolenoil-ras-glicerol de ctre RMZ-9LOX. Oxidarea acidului linoleic
de ctre LOX-1 i RMZ-9LOX au fost luate ca situaii control.
Adugnd SDS n amestecul iniial de reacie viteza acesteia nu a fost
modificat ns este nevoie de un timp mai ndelungat pentru a ob ine maximul de
produi de reacie. 13-HPOD adugat amestecului de reacie a dus la creterea
vitezei de reacie. Dublnd cantitatea de Tween 20 n prezena SDS-ului i a 13-
HPOD, 18:3-G a fost oxidat mai rapid rezultnd o mai mare cantitate de produs de
reacie. Acest fapt sugereaz c raportul dintre cei doi detergeni influeneaz de
asemenea disponibilitatea substratului pentru LOX-1.O foarte slab oxidare s-a
nregistrat n cazul RZM-9LOX avnd ca substrat 18:3-G fr a aduga SDS n
amestecul de reacie. n prezena SDS, enzima recombinat a fost inactivat , n
aceleai condiii n care 18:3-G a fost oxidat de ctre LOX-1 cu viteza maxim.
Este posibil c SDS afecteaz enzima recombinat deci detergentul ar
trebui nlocuit cu un altul, pentru a avea o mai bun oxidare a 18:3-G de
ctre RZM-9LOX
Adugnd SDS, 13-HPOD i dublnd volumul iniial de Tween 20, s-a
obinut o rat de oxidare a 18:3-G de ctre LOX-1 n comparaie cu situaia
cnd aceti compui nu au fost folosii.
Raportul Tween 20:SDS influeneaz disponibilitatea substratului n
vederea oxidrii lui de ctre LOX-1.
Din experimentul anterior a rezultat faptul c lipoxigenaza recombinat a
fost inactivat de SDS, i n consecin acesta a fost nlocuit cu zwittergent
(detergent zwitterionic) (3-dodecildimetilamoniu-1-propansulfonate) i deoxicolat.i de aceast dat cea mai nalt rat de oxidare s-a nregistrat pentru
reacia acidului linoleic n prezena LOX-1 i a Tween 20. Adugnd SDS n
amestecul iniial de reacie (soluie tampon+substr.+ enz.+Tween 20) viteza
reaciei a sczut la aproape jumtate (de la 0.00805, la 0.00383). Dac n
amestecul iniial de reacie am adugat 5 l ZW viteza a sczut de 8 ori iar prin
adugarea a 40 l DOX. La 1/5 din volumul iniial de DOX viteza de reacie a
8/8/2019 enzime teza
18/52
nregistrat o cretere remarcabil, de la 0.00080 la 0.0062. Aceeai situaie s-a
nregistrat n cazul folosirii a 1/5 din volumul iniial de ZW cnd creterea a fost
de la 0.00111 la 0.00668-de 6 ori mai mare. Un raport adecvat Tween 20:ZW i
Tween 20:DOX duce la creterea vitezei de oxidare a acidului linoleic de ctre
LOX-1.
Dac SDS nu a influenat oxidarea acidului linoleic de ctre LOX-1 prin
creterea vitezei de reacie, pentru 18:3-G, cea mai bun rat de formare a
hidroperoxizilor s-a realizat cnd 5 l SDS au fost adugai amestecului de reacie
(0.00748 cnd 18:3-G a fost oxidat de LOX-1 n prezena SDS 0.00383 n
prezena ZW). 1/5 din volumul iniial de ZW a influenat diferit oxidarea celor
dou substraturi avnd o mai bun aciune n cazul acidului linoleic, viteza de
reacie crescnd de dou ori n comparaie cu 1-linolenoil-ras-glicerolul (0.00668
i 0.00368).
O proporie de 1/5 din volumul iniial de DOX a avut aceeai influen n
cazul 18:3-G i a 18:2 oxidai de ctre LOX-1 (0.00625 i respectiv 0.00662).
mpreun cu sonicarea SDS a avut de asemenea o influen pozitiv asupra vitezeide oxidare (0.00748) a 1-Linolenoil-ras-gliceroluluicea mai bun pentru acest
substrat oxidat de LOX-1-n comparaie cu cea a acidului linoleic.
Zwittergent a avut o influen pozitiv asupra oxidrii acidului linoleic de
ctre LOX-1 la 1/5 din volumul iniial (1 l 0.1%)
SDS are o influen mult mai bun asupra oxidrii 1-Linolenoil-ras-
glicerolului dect asupra celei a acidului linoleic implicnd LOX-1
DOX a avut aceeai influen asupra oxidrii 1-Linolenoil-ras-gliceroluluii a acidului linoleic de ctre LOX-1 la 1/5 din volumul iniial (5 l DOX
10mM)
n cazul folosirii 1-Linolenoil-ras-glicerolului ca substrat i RM9-LOX ca
enzima ce-i catalizeaz oxidarea, n prezena DOX viteza de reacie a fost
0.00227, aproape de 3 ori mai mic dect atunci cnd oxidarea a fost catalizat de
Tween 20. Adugnd mai mult Tween 20dublndu-i volumul-viteza de reacie nu
8/8/2019 enzime teza
19/52
a suferit nici o modificare. n ceea ce privete volumul de DOX adugat, s-a
observat c dublnd volumul iniial sau sczndu-l la jumtate nu a dus la
creterea vitezei de reacie ci la scderea acesteia. Adugnd 13-HPOD la volum
dublu de DOX, a meninut viteza de reacie la un nivel inferior celui iniial.
Interesant a fost observaia ca scznd concentraia substratului la jumtate, fr
13-HPOD i la jumtate volum de DOX viteza de reacie a crescut fiind
nregistrat cea mai mare valoare a acesteia pentru acest experiment. n aceleai
condiii dar scznd concentraia substratului la 1/5 din cea iniial a fost
nregistrat o bun vitez de reacie, aproape 75% din cea prezentat mai sus, cnd
din cantitatea iniial de 18:3-G a fost utilizat. Cu 4l DOX 1.750l 1-
Linolenoil-ras-glicerol au fost oxidai de ctre RMZ-9LOX cu o vitez de reacie
de 0.00294 iar n prezena a 4l DOX, 0.5 l de 1-Linolenoil-ras-glicerol au fost
oxidai cu o vitez de 0.00193, aceasta demonstrnd faptul c viteza oxidrii
depinde de raportul 1-Linolenoil-ras-glicerol:DOX .
Viteza de oxidare a 1-Linolenoil-ras-glicerolului de ctre RMZ-9LOX este
influenat de raportul substrat:DOX
I.3.4. Determinarea parametrilor cinetici (KM, Vmax) a LOX pure folosind casubstrat acidul docosadienoic acid (acid brasic) (22:2)
Scop i obiective
Modelarea molecular (Gillmor i col, 1997; Browner i col, 1998) a
sugerat c volumul situsului catalitic poate fi important pentru specificitatea
poziional a reaciei lipoxigenazei, respectiv formarea hidroperoxizilor. Aceast
ipotez legat de volumul situsului catalitic a fost la nceput contrazis de teoria
bazat pe orientarea substratului care sugereaz posibilitatea alinierii substratului
n interiorul situsului cu gruparea carboxil nti i nu cu cea metil cum ar fi n mod
obinuit (Gardner, 1989; Prigge i col, 1998). Date experimentale recente
sugereaz c ambele teorii ar fi corecte (Meruvu i col, 2005). Experimentul de
8/8/2019 enzime teza
20/52
fa a evaluat posibilitatea oxidrii substratului prin alinierea n situsul catalitic cu
gruparea carboxil la nceput.
Rezultate
Reprezentnd [A]/t unde [A] este absorbia iar t reprezint timpul de reacie
la care absorbia a fost determinat, n funcie de concentraia de substrat [S], s-a
observat c, la concentraii ale substratului mai mari de 200M, enzima a fost
inhibat de ctre substrat.
Din graficul Linewaver-Burke parametrii cinetici au fost determinai cafiind KM=27.8 M iar vmax=12.8 M* s
-1*mg.enz.-1
8/8/2019 enzime teza
21/52
II. STUDII PRIVIND INHIBIIA LIPOXIGENAZEI
II.1. INHIBIIA LIPOXIGENAZEI DE CTRE QUERCETIN
II.1.1. Influena quercetinei pure asupra oxidrii linoleatului de sodiu de
ctre lipoxigenaza pur din boabele de soia LOX-1
Scop i obiective
Pentru a studia modul n care quercetina inhib reacia de oxidare a acidului
linoleic de ctre LOX-1, trei protocoale experimentale au fost folosite. Diferenele
ntre acestea este dat de ordinea n care reactanii (enzima, substratul, inhibitorul)
au fost amestecai, i de timpul de incubare a acestora. Parametrii cinetici au fostde asemenea determinai.
Fig.II.5. Reprezentarea schematic a protocoalelor experimentale (1,2,3).
Rezultate
Parametrii cinetici pentru oxidarea linoleatului de sodiu de ctre LOX-1
Parametrii cinetici calculai pentru LOX-1 oxidnd linoleatul de sodiu au
artat c enzima are o afinitate mare fa de substrat (KM=0.13mM) i c oxidarea
este rapid (vmax= 30.7 mM/s* g enzim).
8/8/2019 enzime teza
22/52
Parametrii cinetici pentru oxidarea linoleatului de sodiu de c tre LOX-1 n
prezena quercetinei n diferite concentraii
Fig.II.6 prezint reprezentarea Lineweaver-Burk pentru LOX-1 oxidnd
linoleatul de sodiu n prezena quercetinei n urmtoarele concentraii: 100 M,
50M, 25M (A) i 10M (B).
A.
y = 1.3058x + 11.256R2 = 0.9866
y = 3.5445x + 17.774
R2 = 0.956
y = 7.8125x + 22.177
R2 = 0.7861
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4
1/[s]
1/v
100 uM
50 uM
25 uM
trendline (100 uM)
trendline (50 uM)
trendline (25 uM)
B.
8/8/2019 enzime teza
23/52
y = 2413.6x - 59.178
R
2
= 0.878
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
-0.1 0 0.1 0.2 0.3
10uM
trendline (10 uM)
Fig.II.6. Reprezentarea Lineweaver-Burke pentru lipoxigenaza-1 oxidnd linoleatul desodiu n prezena quercetinei la concentraii de 100 M, 50M, 25M (A) and 10M (B);reprezentarea a fost realizat folosind programul Excel.
Pentru calcularea lui KM i a vmax ecuaiile liniilor de tendin au fost
folosite. n urma calculelor am obinut valorile prezentate n tabelul II.3. Din
Fig.II.6.(B) s-a constatat c la concentraia de 10 M quercetina nu are un efect
inhibitor ci mai degrab acioneaz ca un activator (existnd posibilitatea s fie i
ea oxidat alturi de substrat). Dup cum arat Fig. II.6.A inhibiia quercetinei este
una mixt.
Tabel II.3.KM, KMappi vmax calculate folosind ecuaiile liniilor de tendin a reprezentarilorgrafice Linewaver-Burk (Fig.II.6.), n cazul LOX-1 oxidnd linoleatul de sodiu nabsena i n prezena quercetinei n concentraii de 10 M, 25M, 50M i100M.
Quercetin
conc.
M
KM(mM)
vmax
(nM/s* genzyme)
100 0.12 0.4050 0.20 0.2825 0.35 0.20
8/8/2019 enzime teza
24/52
10 40.80 0.085*10-3
0 0.13 0.30
Influen a quercetinei 100 M asupra oxid rii linoleatului de sodiu de ctre
LOX-1 pentru diferite protocoale experimentale (Protocol 1, 2 i 3)
Din Fig.II.7. se poate observa c cea mai puternic inhibiie se realizeaz n
cazul protocolului 1 cnd inhibitorul a fost amestecat 5 min cu enzima. O form
diferit se observ pentru protocolul 2 cnd quercetina a fost adugat dup 15
minute n amestecul de reacie (soluia tampon+enzim+substrat).
inhibition of LOX reaction by Q100 microM
0,025
0,03
0,035
0,04
0,045
0,05
0,055
0,06
0,065
0 5 10 15 20 25
substr.conc.
v
protocol 1
protocol 2
protocol 3
without inhibitor
Fig.II.7. Efectul inhibitor al quercetinei 100 M asupra reaciei lipoxigenazei nconcordan cu Protocol 3, cu Protocol 2 i cu Protocol 1. Curba de cinetic,superioar reprezint formarea produsului de reacie n absena quercetinei
Pentru protocolul 1 am obinut o curb Michaelis-Menten tipic. La
concentraii de substrat sczute pentru protocoalele 2 i 3 (Fig.II.7.), curbele
cinetice ncep cu o faz de cretere rapid a vitezei de reacie. Urmeaz o scdere a
vitezei de reacie, care este rapid, n cazul protocolului 3 i mai nceat n cazul
protocolului 2. Pentru protocolul 2 graficul continu cu o uoar cretere, care n
8/8/2019 enzime teza
25/52
cazul nostru nu a atins faza de platou, de echilibru. n cazul protocolului 3 o nou
cretere nu aa de mare comparat cu prima faz-urmeaz pentru concentraii ale
substratului cuprinse ntre 5mM i 7.5 mM, urmat de o uoar descretere pentru
concentraii ale substratului mai mari de 7.5mM.
Cnd substratul a fost amestecat cu inhibitorul pentru cteva secunde, iar
apoi enzima a fost adugat (Fig.II.7. protocol 3), curba cinetic prezentnd o
prim faz de cretere rapid, arat c hidroperoxizii se formeaz n cazul
concentraiilor mici de substrat chiar dac este prezenti quercetina n amestecul
de reacie iniial. LOX este parial inhibat de quercetin pentru concentraiasubstratului de 5mM, dar apoi la concentraii mai mari ale acestuia enzima devine
activ din nou, nu n aceeai proporie ns ca atunci cnd concentraia de substrat
este mic.
Dac LOX a fost incubat cu substratul pentru 15 secunde i apoi
quercetina adugat-protocolul 2-, curba cinetic arat c LOX oxideaz substratul
producnd cea mai mare cantitate de hidroperoxizi pentru concentraii foarte mici
de substrat oxidate. Quercetina inhib parial reacia la concentraii ale substratului
cuprinse ntre 5mM i 7.5mM.
8/8/2019 enzime teza
26/52
\
II.1.2. Interaciunea intermolecular ntre lipoxigenaz i quercetin este
influenat de pH i timpul de incubare
Scop i obiective
Aceste experimente au avut ca scop studiul interaciunilor intermoleculare
dintre LOX-1 pur i quercetin prin spectroscopie UV-Vis, precum i studiul
influenei pH-ului i a timpului de incubare asupra acestei interaciuni.
Rezultate
Influena pH-ului asupra interaciunii dintre lipoxigenazi quercetin
8/8/2019 enzime teza
27/52
n figura II.8 sunt prezentate spectrele amestecului LOX+quercetin. Trei
maxime de absorbie (1, 2, 3) se nregistreaz la momentul t=0 i la t=60 min de
incubare. Maximul 1 corespunde Benzii II, maximul 3 Benzii I, ambele
caracteristice spectrului UV-Vis characteristic flavonoidelor, n timp ce maximul 2
indic formarea unui nou compus ca rezultat al reaciei dintre lipoxigenaz i
quercetin.
Fig.II.8. Spectrele de absorbie ale amestecului LOX (S1)+quercetin (50M) la
momentul iniial (min 0) (A), i dup 60 min de incubare(B).
Analiznd maximul de absorbie pentru semnalele 1 i 3 dup 60 min de
incubare a LOX cu quercetin se poate vedea c efectul batocromic este meninut
i chiar accentuat (392 nm pentru pH=9 i 394,2 pentru pH=6.1) pentru semnalul 3
dar nu pentru 1. Aceast observaie indic faptul c pH-ul alcalin favorizeaz
structura mezomeric I a quercetinei. Structura mezomeric I este dat de tranziia
electronilor n cadrul sistemului cinamoil (nucleele benzenice B+C), sistem care ncontinuare constituie baza de formare a acidului protocatecuic. Acidul
protocatecuic reprezint produsul de degradare a quercetinei sub aciunea
lipoxigenazei (Borbulevych et al, 2004).
Dup 60 min de incubare, (Fig.II.8) se observ pe lng deplasarea
batocromic i o dscdere a intensitii de absorbiepentru ambele benzi I i II.
Zsila i col (2003) studiind interaciunea intermolecular dintre quercetin i
8/8/2019 enzime teza
28/52
albumin, au observat ca o deplasare batocromic a maximului i descreterea
intensitii de absorbie indic legarea quercetinei n form anionic i n
conformaie ne-planar. n cazul nostru ruperea nucleului cinamoil este favorizat
la pH=9, i de asemenea de prezena quercetinei n form anionic. La pH alcalin
structura mezomeric I a quercetinei pierde protonul de la C4i forma anionic
dat de atomul de oxigen legat de C4 devine preponderent. De asemenea dup 60
min se inregistreaz un nou semnal; semnalul 2 (~321nm), apare indicnd c un
nou compus s-a format n amestecul de reacie dup 60 min.
Interaciunea lipoxigenaz - quercetin pentru concentraii diferite de
quercetin
Reprezentnd absorbia n funcia de lungimea de und se poate observa
(Fig.II.9) c absorbana crete proporional cu concentraia de quercetin.
Dependena interaciunii lipoxigenaz-quercetin ,de concentraia quercetinei este
ilustrat n Fig.II.9.
Fig.II.9. Spectrele suprapuse a lipoxigenazei diluat n tampon borat i aamestecului lipoxigenaz-quercetin la diferite concentraii a acesteia din urm
II. 2. EFECTUL INHIBITOR AL IZOFLAVONELOR DIN SOIA ASUPRAACTIVITII LIPOXIGENAZEI DIN BOABELE DE SOIA
Scop i obiective
8/8/2019 enzime teza
29/52
Scopul acestui experiment este evaluarea spectroscopic a inhibiiei
lipoxigenazei pure din boabele de soia (sLOX-1) de ctre un extract bogat ngenisteini daidzein (SIE), prin determinarea parametrilor cinetici.
Rezultate
Caracterizarea SIE prin analiza HPLC
Izoflavonele agliconice majoritare din extractul din boabele de soia, au fost
daidzeina i genisteina (Fig.II.10).
Fig.II.10. Cromatograma HPLC a extractului de izoflavone din soia (SIE).Genisteina i daidzeina au fost identificate. SIE a fost analizat prin HPLC folosindun sistem Hewlett-Packard cu detector PDA i coloan Eclipse XDB-C18 (25cm x4.6mm, 5m). Faza mobil izocratic a fost metanol: acid orto-fosforic (50:50,v/v). Rata de injecie a fost ml/min. Volumul de injecie a fost de 10 l, iar
cromatogramele au fost nregistrate la 280 nm.
Inhibiia lipoxigenazei standard de ctre SIE
Curbele cinetice Michaelis-Menten ale reaciei de oxidare a lipoxigenazei
n prezena i absena quercetinei i a izoflavonelor standard i n extract la o
concentraie a acestora de 0.5 M (pentru inhibitorii standard nu i pentru extract)
sunt prezentate n Fig.II.11.
0 5 10 15 20 25 30
0
5
10
15
20
mAU
Retention time
Daidzein
Genistein
8/8/2019 enzime teza
30/52
Fig.II.11. Curbele de cinetic Michaelis-Menten pentru inhibiia lipoxigenazei-1
de ctre quercetin, b, (--), genistein, c, (--), daidzein, d, (--), i extractulizoflavonic, e, (--) la aceeai concentraie (0.5 M) suprapuse cu curba cinetic areaciei lipoxigenazei fr inhibitor, a ().
Rata reaciei lipoxigenazei n absena i n prezena extractului izoflavonic
SIE este prezentat n Fig.II.12.
Fig.II.12. Rata reaciei lipoxigenazei n absena (A) sau prezena extractului SIE(B) (ce conine 2 mM genisteini 1.8 mM daidzein).
Ca i n cazul inhibitorilor standard, SIE a inhibit activitatea LOX. Trebuie
menionat faptul ca n extract concentraia izoflavonelor (2mM pentru daidzeini
8/8/2019 enzime teza
31/52
1.8 mM pentru genistein) dect cea a standardelor luate n lucru. Rezultatele arat
ca extractul are o activitate inhibitorie crescut la concentraii mici de substrat
(2.5-5 mM), comparativ cu standardele. n cazul concentraiilor mai mari de
substrat (33-40 mM), SIE prezint o activitate inhibitorie slab raportata la
standarde, quercetin i izoflavone. Eficiena inhibitorie a izoflavonelor depinde
att de concentraia lor ct i de cea a substratului. Spre exemplu genisteina la
concentraiile de 0.5 i 2.5 M prezint cea mai bun activitate inhibitorie la
concentraii ale substratului ntre 5 i 10 mM.
Izoflavonele din boabele de soia inhib LOX fie ca agliconi fie n formglucozilat. Izoflavonele acioneaz ca inhibitori n dou moduri: alternd
formarea hidroperoxizilor i astfel prevenind generarea de enzim activ n stare
feric, activ (1) i reducnd enzima feric la starea sa inactiv, feroas (2)
(Mahesha i col, 2007). Mahesha i col, (2007) propun urmtorul mecanism prin
care izoflavonele inhib lipoxigenaza: un electron donat de izoflavone este
acceptat de forma feric (Fe3+) a LOX, care este redus astfel la forma sa inactiv,
feroas (Fe2+). Genisteina nu este nici consumat, nici nu sufer schimbristructurale n timpul acestui proces (Mahesha i col 2007), n timp ce quercetina
intrnd n situsul catalitic al lipoxigenazei este degradat la acid protocatecuic
(Borbulevych i col, 2004) poziionat n vecintatea ionului de fier, centrul
catalitic al lipoxigenazei.
8/8/2019 enzime teza
32/52
II.3. ACTIVITATEA LIPOXIGENAZEI N PREZENA CATECHINEI,EPICATECHINEI I A UNOR PROCIANIDINE N MEDIU BIOTIC I
ABIOTIC
Experimentele prezentate n acest capitol au avut ca scop evaluarea
inhibiiei lipoxigenazei standard (LS)i n extract (LE) de ctre catechina pur
(CS) i un extract polifenolic(PE) din smburi de struguri, ce are n compoziie
catechin, epicatechini procianidine. Evaluarea s-a fcut att n mediu abiotic
ct i n mediu biotic-cultur de leucocite. Ambele extracte au fost analizate prin
LC-MS.
II.3.1. Compoziia n polifenoli i stabilitatea extractului apos din smburi de
struguri din soiul Merlot Reca
Aceste experimente au fost parial finanate de proiectul TD 392/2007 i a
fost realizat n colaborare cu Departmentul de Chimie Organic a Facultii de
Inginerie n Biotiine a Universitii din Ghent, Belgia.Avnd n vedere aciunile benefice asupra sntii ale extractului apos din
smburii de struguri precum i poteniala exploatare a resturilor rmase de la
fabricarea vinului, compoziia extractului a fost determinat calitativ i cantitativ
prin LC-UV-DAD i LC-ESI -MS
Cum polifenolii sunt sensibili la oxygen, lumini mediu alcalin, dar mai
puin la temperatur, respectiv cldur, stabilitatea flavan-3-olilor i a
procianidinelor din extract a fost evaluat dup 6 luni de pstrare la 4C.
Rezultate
Caracterizarea prin HPLC-MS a flavan-3-olilor i a procianidinelor dinextractul proaspt (PE)
Determinarea compuilor fenolici a fost fcut la 220, 280 i 320 nm.
Pentru a verifica prezena sau absena antocianilor analiza a fost fcuti la 520
8/8/2019 enzime teza
33/52
nm. Cromatogramele prezentate n Fig.II.13 (A i B) au fost obinute la 280 nm,
lungimea de und specific pentru absorbia catechinelor. La 520 nm, nu s-a
observat nici un semnal i n consecina s-a dovedit absena antocianilor att n
extractul proaspt ct i n cel pstrat.
A.
B.
Fig.II.13. (A and B). Cromatograma extractului PE nregistrat la 280 nm, obinutprin analiza LC-MS (A). Valorile m/z ale semnalelor indic prezena compuilorde tip catechinic. Aceti compui sunt prezeni ca monomeri, dimeri i trimeridup cum sunt prezentai n Tabelul II.4.Cromatograma extractului PES nregistrat la 280 nm, obinut prin analiza LC-MS (B). Valorile m/z ale semnalelor indic prezenta compuilor de tip catechinic.
8/8/2019 enzime teza
34/52
Aceti compui sunt prezeni ca monomeri, dimeri i trimeri dup cum suntprezentai n Tabelul II.5.
Prin analiza HPLC a PE (Fig.II.13.A) s-a obinut cromatograma cu semnale
intense de-a lungul a mai mult de 16 min de eluie.Aceste semnale corespund
flavan-3 olilor monomerici i proantocianidinelor dimerice i trimerice. Acest
fingerprint cromatografic este datorat complexitii proantocianidinelor ce au o
mas molecular mare.
Compuii au fost identificai pe baza timpilor de retenie (tR), spectrul UV
(obinut cu DAD) i spectrul MS (obinut cu detectorul ESI). Structura compuilor
identificai a fost desemnat pe baza datelor de literatur (Pati i col, 2006; Amico
i col, 2004). Pentru catechin i epicatechin identificarea a fost fcut de
asemenea prin compararea cu tR, spectrele UV i MS obinute prin analiza HPLC-
MS a standardelor respective.
Compuii identificai asociai valorilor m/z obinute, precum i cantitatea n
care sunt prezeni n extract sunt prezentai n Tabelul II.4. Fragmentarea MS a
fost luat n considerare pentru elucidarea structurilor prezentate dup cum se
arat n Tabelul II.4.
8/8/2019 enzime teza
35/52
Tabel II.4.
Timpii de retenie ai compuilor identificai n extractul PE n concordan cu Fig.II.13.(A), asociai cu valorile m/z a semnalelor din cromatogram, precum icuantificarea acestor compui determinat prin LC-MS.
Peak labelNumrul
semnalului
Retention time(tR) (min)Timpul de
retenie
AttributionAtribuirea
m/z ratio for the base peak [M-
H]- and other fragmentation [M-
H]- ionsraportul m/z pentru semnalul debaz[M-H]- precum i a altor ioni[M-H]- obinui prin fragmentare
Concentration(mg(CE)/kg
aliquotsa)Concentraia(mg(CE)/kg
proba)1 6.7 Gallic acid 169 740.2002 8.03 Galloyl glucose 331 260.200
3 9.3 Non identified 203, 365, 857, 905 860.2004 9.8 Procyanidine
dimmer577
940.200
5 10.3 Procyanidinedimer
331,432, 577890.200
6 10.5 Trimer 274, 483, 577, 865 870.3007 11.3 Catechin 289 3970.3008 11.7 Procyanidine
dimmer577
1930.300
9 12.2 Trimer (E)Ccoelutes with
12.33
289,577, 8651490.300
10 12.33 (E)C-(E)CG
dimer coeluteswith 12.2
289,443,577,729,865
1730.30011 12.7 Trimer (E)C
coelutes with(E)C-(E)CG
dimer
865, 729
1710.300
12 13.1 Epicatechin 289 5810.30013 14.02 Procyanidine
dimmer577 2341.000
14 14.7 Trimer 865 1931.10015 15.7 (E)CG 441 120 1.100IS 22.5 IS Coumaric acid 163
aBazat pe determinarea spectrofotometric (UV-DAD) i raportat la catechin. Valorile sunt exprimate n
mg/Kg extract din smburi de struguri uscai
Caracterizarea prin HPLC-MS a flavan-3-olilor i a procianidinelor dinextractul pstrat (PES )
Fig.II.13.B prezint cromatograma extractului PES pstrat timp de 6 luni la
4C. Comparat cu Fig.II.13.A, mai puine semnale se identific i cel mai
puternic dintre ele are tR=6.7 min.
8/8/2019 enzime teza
36/52
Identificarea compuilor din PES s-a fcut, ca n cazul extractului proaspt,
prin corelarea cu caracteristicile (timpul de retenie LC-MS, spectrul UV-Vis i
tipul de fragmentare) compuilor standard pentru catechini epicatechin, i cu
datele din literatur pentru ceilali compui. Tabelul II.5. prezint compuii
corespunztori semnalelor obinute, mpreun cu fragmentele ionice, spectrul UV-
Vis i analiza cantitativ pentru extractul pstrat.Tabel II.5
Timpii de retenie a compuilor din extractul PES, dup cum se prezint nFig.II.13(B), identificai pe baza maximelor de absorbie a spectrelor UV-Vis i avalorilor m/z; cuantificarea acestor compui a fost fcut prin LC-MC.
Peak labelNumrul
semnalului
Retentiontime(tR)
(min)Timpul de
retenie
AttributionAtribuirea
m/z ratio for the basepeak [M-H]- and otherfragmentation [M-H]-
ionsraportul m/z pentru
semnalul de baz[M-
UV-Visabsorption
maximaMaximele
de absorbien UV-Vis
Concentration(mg(CE)/kg
aliquotsa)Concentraia(mg(CE)/kg
proba)
8/8/2019 enzime teza
37/52
H]- precum i a altorioni [M-H]- obinui
prin fragmentare
16 6.7 Gallic acidoxidationproduct
189 217, 272 520.200
17 9.2 Nonidentifiedoxidationproducts
203, 351, 365, 723 220, 278
130.200
18 10.3 Oxidationproducts of
procyanidinedimers
139,419, 577, 940 280
130.200
19 10.5 Oxidationproducts of
procyanidinetrimer
249, 609, 915 280
150.300
7 11.3 Catechin 289 280 140.30012 13.1 Epicatechin 289 280 280.30020 16.1 Non
identifiedoxidationproducts
197, 808 220, 272
170.300
IS 22.5 IS Cumaricacid
163
8/8/2019 enzime teza
38/52
aBazat pe determinarea spectrofotometric (UV-DAD) i raportat la catechin. Valorile sunt exprimate nmg/Kg extract din smburi de struguri uscai
II.3.2.Compoziia n polifenoli a extractului enzimatic LE
Aceste experimente au fost parial finanate de proiectul TD 392/2007 i a
fost realizat n colaborare cu Departmentul de Chimie Organic a Facultii de
Inginerie n Biotiine a Universitii din Ghent, Belgia.
Scop i obiective
S-a demonstrat deja c boabele de soia sunt bogate n izoflavone i pentru
acest experiment a fost fcut analiza LC-UV-DAD i LC-ESI -MS unui extract
metanolic (LE). Compuii separai au fost analizai i cantitativ.
Rezultate
Fig.II.14. prezint cromatograma LC-MS a extractului LE nregistrat la
280 nm. Compuii au fost identificai pe baza timpului de retenie (tR), spectrul
UV i spectrul MS (obinut cu detectorul ESI). Structura compuilor identificai a
fost determinat pe baza literaturii de specialitate (Klejdus i col, 2004; Otieno i
Shah, 2007; Deavours i Dixon, 2005).
8/8/2019 enzime teza
39/52
8/8/2019 enzime teza
40/52
Efectul inhibitor al antioxidanilor asupra lipoxigenazei, depinde de starea
fizico-chimic a substratului i de tipul de lipoxigenaz, i se schimb complet n
funcie de condiiile de reacie (Noguchi i col, 2002). Prin spectroscopie UV-Vis
am evaluat interaciunea dintre extractul de lipoxigenaze LE i compuii de tip
catechinic din extractul apos din smburii de struguri att n condi ii abiotice, ct
i n condiii biotice-cultur de leucocite. Dei condiiile in vitro nu reprezint n
proporie de 100% condiiile in vivo, acest studiu i propune evaluarea proceselor
oxidative ce au loc prin interaciunea celulelor cu molecule cu valoare nutriional
nu doar n stare pur dar i ca extracte primare. Dependena de dozi de timpul
de incubare a oxidrii catechinelor la chinone este implicat n modificarea
echilibrului antioxidant/prooxidant determinat de acet flavan-3-oli. Rezultatele
prezentate aici coroborate cu cele ale altor grupuri de cercetare, pot oferi
informaii utile pentru gsirea de antioxidani ce se pot aduga n produsele
alimentare, i pot constitui de asemenea o baz pentru studiul inhibiiei
lipoxigenazei de ctre compuii de tip catechinic.
Rezultate
Datele prezentate dovedesc prin spectroscopie UV-Vis, formarea
chinonelor ca produi de oxidare a extractelor bogate n compui catechinici.
Starea acestor compui a fost evaluat n condiii abiotice i n mediul biotic extra-
i intracelular. Ca prooxidant s-a folosit lipoxigenaza standard din boabele de soia
precum i un extract primar bogat n aceste enzime (Chedea i col, 2008), din
cauza interesului manifestat pentru inhibarea acestei enzime de diferite clase de
polifenoli.
Literatura de specialitate prezint o multitudine de date evideniind
capacitatea antioxidant a catechinelor ca o nsuire esenial a utilizrii acestora
n prevenirea unor boli. Cu toate acestea alte studii au demonstrat c i ca
prooxidant aceste flavonoide ar putea contribui la efectele benefice asupra
8/8/2019 enzime teza
41/52
sntii, prin faptul c se activeaz enzimele detoxifiante (Azam i col, 2004;
Lee-Hilz i col, 2006).
Diferite tipuri de oxidare au fost determinate, n cazul nostru, prin obinerea
de maxime de absorbie UV-Vis diferite pentru produii de reacie. Am artat
astfel c modelul de oxidare este diferit n cazul moleculelor standard comparativ
cu cel al extractelor.
Produii de oxidare a catechinei att ca molecul pur (CS), ct i ca extract
(PE) s-au format n mediul extracelular i n cel intracelular.
n condiii abiotice lipoxigenaza (pur) prezint un puternic efect
prooxidant asupra cetechinei pure i a polifenolilor din extract. Oxidarea
enzimatic a catechinei i a polifenolilor ia loc cu formare de dimeri.
Situaia este diferit n cazul culturii celulare. n mediul extracelular
catechina i polifenolii sunt oxidai n prezena lipoxigenazei standard pure
dar nu se mai formeaz dimeri. Aceasta demonstreaz faptul c reactivitatea
polifenolilor i a lipoxigenazei este modulat de celule prin aparatul
enzimatic. Hong i col (2002) au artat c stabilitatea EGCG a crescut npezena celulelor, acest efect putnd fi cauzat de proteine i alte molecule
antioxidante prezente n celul. n cazul nostru autooxidarea catechinelor i
a polifenolilor din extract are loc n mediul extracelular. Autooxidarea
flavonoidelor are loc de obicei n soluii alcaline apoase i este nsoit de
producerea de radicali anionici, superoxidul i peroxidul de hidrogen
(Dangles i col, 2000). In condiii tipice de culturi celulare la pH 7.27.4,
EGCG se autooxideaz rapid ducnd la formarea a doi compui cu structurdimeric (Hong si col, 2002). n matricea intracelular s-a observat
formarea chinonelor ca rezultat al interaciunii dintre catechine i
lipoxigenaz (Table II.6). Studiul de fa arat c chinonele formate prin
oxidarea catechinelor sunt implicate n modularea echilibrului
antioxidant/prooxidant la nivel celular n prezena sau absena lipoxigenazei
ca inductor de stres oxidativ.
8/8/2019 enzime teza
42/52
8/8/2019 enzime teza
43/52
Interesant este faptul c n stare pur catechina este oxidat intracelular producnd
o cantitate nsemnat de chinone i care genereaz un efect antioxidant. Aceast
situaie a fost observat i cnd pentru 24 de ore la jumtate de doz PE a fost
incubat cu leucocitele iar apoi LE a fost adugat pentru nc 1 or. Extractul PE a
avut o mai bun aciune asupra activitii prooxidante a LE, cnd a fost incubat
pentru o perioad mai lung (24 de ore versus 3ore) i la jumtate de doz.
Am demonstrat prin spectroscopie UV-Vis, c chinonele sunt implicate n
modularea activitii lipoxigenazei n celule ca rezultat al oxidrii catechinelor.
Aceast concluzie este n acord cu cele ale lui Sadik i col. (2003) i Banerjee
(2006). O modificare covalent ireversibil a LOX din soia generat de flavonoide
a fost sugerat de Sadik i col. (2003), cnd n timpul formrii radicalilor peroxil a
acizilor grai polinesaturai prin aciunea lipoxigenazei, flavonoidele sunt co-
oxidate la semi-chinone sau chinone, care la rndul lor se leag la gruprile
sufhidril i amino ale enzimei cauznd inhibarea acesteia (Banerjee, 2006).
II.4. EVALUAREA UNOR CAROTENOIDE CA INHIBITORI DELIPOXIGENAZ
Scop i obiective
Este cunoscut c anumii compui care sunt antioxidani, cum ar fi -
carotenul (Lomnitski i col, 1993), n adiie la -tocopherol i L-ascorbat (Packer,
1992; Buettner, 1993), sunt capabili s inhibe LOX din diverse sisteme.
Scopul acestui studiu a fost evaluarea efectului unor carotenoide, standard
i n extract asupra activitii lipoxigenazei standard oxidnd acidul linoleic.
Rezultate
Figura II.15 prezint curba de cinetic Michaelis-Menten considerat
standard pentru formarea hidroperoxizilor (HPOD) prin reacia lipoxigenazei de
oxidare a acidului linoleic. Graficul prezint o faz exponenial urmat de
8/8/2019 enzime teza
44/52
atingerea echilibrului n faza de platou. Calcularea activitii enzimatice specifice
(ESA) a fost fcut pentru faza de cretere exponenial (I).
0.3
0.9
0.4
0.6
0.8
0 600200 400
Abs
Time [sec]
Fig.II.15. Curba cinetic pentru LOX-1 pur inregistrat la 234 nm.
8/8/2019 enzime teza
45/52
8/8/2019 enzime teza
46/52
Fig.II.16. Curba cinetic pentru activitatea LOX-1-pur nregistrat la 234 nm nprezena carotenoidelor pure: luteina + formula chimic a luteinei (A), -carotene+ formula chimic a -carotenului (B) i zeaxantina+ formula chimic azeaxantinei (C).
Adugnd -caroten, lutein i zeaxantin n amestecul de reacie (Fig.
II.16. A, B i C) forma curbei cinetice se modific. Trei tipuri de grafice, fiecare
dintre ele specific unui carotenoid, au fost inregistrate. Fiecare reprezentare poate
fi mprit n dou faze: una corespunztoare primelor 30 de secunde de reacie i
a doua pentru intervalul de timp 30 sec - 600 sec.Pentru lutein (Fig.II.16A) i -caroten (Fig.II.16B) prima etap a reaciei
este caracterizat printr-o cretere foarte rapid a vitezei de reacie urmat de o
scdere la fel de rapid. A doua etap este reprezentat de o uoar scdere a
vitezei pentru -caroten (Fig.II.16B) i de o uoar cretere pentru lutein
(Fig.II.16A). n cazul zeaxantinei pentru faza nti a curbei cinetice se observ tot
o cretere foarte rapid dar pentru primele 5 sec, apoi o descretere rapid pentru
urmtoarele 6 sec urmat de o nou uoar cretere i o scadere rapid a vitezei dereacie. n decursul fazei a 2-a nu se observ activitate enzimatic (Fig.II.16C).
Dei luteina i zeaxantina sunt izomeri nu prezint acelai comportament
inhibitor n cazul oxidrii acidului linoleic de ctre LOX (Fig.II.16A i II.16C). n
primele secunde ale reaciei, cinetica n prezena luteinei este identic cu cea n
prezena -carotenului (Fig.II.16A i II.16B).
8/8/2019 enzime teza
47/52
0.63
0.75
0.65
0.7
0 600200 400
Abs
Time [sec]
Fig.II.17. Curba cinetic a activitii LOX-1 nregistrate la 234 nm n prezenaextractului din Physalis alkekengi.
Fig.II.17 prezint cinetica LOX-1 n prezena extractului de Physalis. Faza I
este identic cu cea a zeaxantinei (Fig. II.17 i Fig.II.16 C).
Datorit faptului c luteina i -carotenul au aceeai form a curbei cinetice
pentru prima faz a reaciei LOX-1, am asociat aceast asemnare cu cea a
structurii lor chimice. Comparnd structurile luteinei i a -carotenului poate
fi remarcat faptul c lanul polienic de 9 legturi conjugate este elementul comun
ambelor molecule. Corelaia acestor nsuiri comune ale curbelor cinetice i ale
structurilor chimice ne-a dus la concluzia c n primele secunde ale oxidriiacidului linoleic de ctre LOX-1 se produce o modificare a structurii
carotenoidelor la nivelul sistemului polienic cum a fost artat i de Kennedy i
Liebler (1991). Rezultatele obinute de Serpen i Gkmen (2005) sugereaz c-
carotenul reacioneaz cu radicalul linoleil (L ) la nceputul lanului de reacii
prevenind formarea de diene conjugate (LOO , LOO- and LOOH). Din timp ce L
revine la forma iniial LH, enzima nu poate completa ciclul de reacie i astfel
rmne n stare inactiv Fe(II) (Serpen
i Gkmen, 2005).Absorbia la 234 nm nregistreaz formarea de duble legturi conjugate prin
producerea de hidroperoxizi prin oxidarea acidului linoleic de ctre LOX-1 i de
asemenea cele date de lanul polienic al carotenoidelor, deci ESA este influenat
de aceste dou elemente.
8/8/2019 enzime teza
48/52
n timpul fazei I a reaciei ESA pentru carotenoidele saponificate descrete
n ordinea descreterii numrului de duble legturi n lanul polienic dup cum
urmeaz Zeaxantin, P.A., -caroten i Lutein.
8/8/2019 enzime teza
49/52
CONCLUZII GENERALE
n concordan cu scopul i obiectivele acestui studiu, am folosit sisteme
experimentale diverse pentru a demonstra comportamentul catalitic al
lipoxigenazei pure i a extractului mbogit n lipoxigenze n condiii abiotice i
biotice, influena diverilor parametrii de reacie asupra activitii enzimatice,
considernd de asemenea interaciunile dintre enzim i diferitele clase de
inhibitori luate n lucru.
Concluziile principale ale acestor variante experimentale pot fi enumerate
dup cum urmeaz:
1. Fiecare lipoxigenaz prefer un anumit pH pentru a avea o activitate
optim, dependent de stadiul de extracie, diluie i raportul enzim/substrat, cnd
acidul linoleic a fost utilizat ca unic substrat. Am gsit c LOX-1 are activitate
maxim la pHm= 9.0, LOX-2 la pHm=6.8 i LOX-3 la pHm=7.1 Dependena
bilateral a activitii LOX-1 de pHm i E/LS sugereaz posibilitatea de modulare
a activitii acestor enzime prin modificarea parametrilor menionai. Pentru ainhiba activitatea LOX este recomandat un nivel ridicat al raportului
enzim/substrat i un pHm sczut.
2. Experimentele cu lipoxigenaza pur din boabele de soia LOX-1 i din
extractele din boabe de soia (cu sau fr degresare) au avut ca rezultat diferite
tipuri de curbe cinetice: de tip convenional corespunznd la LOX-1 pur i
extractelor primare din boabele de soia, prezentnd o faz exponenial urmat de
o faz de platou (1). Pentru extractele degresate (2) graficele au prezentat 3 fazedistincte incluznd o faz rapid exponenial (15 sec), urmat de o perioad de
lag pentru ca n final s aib o nou cretere pn la atingerea fazei de echilibru
(platou).
3. Extractul primar conine n principal LOX-1, dar i LOX-3, ntr-un raport
aproximativ de 3:1. LOX-2 n acest extract se gsete n cantiti foarte mici.
Degresarea inhib aproape complet activitatea LOX-1 la pH acid. Presupunem c
8/8/2019 enzime teza
50/52
degresarea elimin substratul (acidul linoleic) ce se gsete n extractul primar i
acesta este un mecanism simplu de inhibare a LOX-1. Prin restabilirea pH-ului la
neutru sau alcalin, o parte din activitatea enzimatic a fost restabilit, fapt ce poate
fi explicat prin conversia oxidativ a Fe2+ la Fe3+, ce se gsete n LOX-1 activ.
Cele trei extracte degresate (E2, E3i E4) aduse la pH 6.8 i 7.1 au avut, n general
o imagine asemntoare a activitii lor lipoxigenazice: activitate scazut a LOX-1
i LOX-2, dar crescut pentru LOX-3, pentru E3 chiar mult mai intens dect
pentru E1.
4. Am analizat prin GC-MS produii de reacie n cazul LOX din porumb
recombinat. Acidul linoleic luat ca substrat d doar doi produi de reacie formai
prin autooxidare, n cantiti echivalente, n timp ce foto-oxidarea genereaz un
amestec de patru derivai cu radicalul OOH la atomii de carbon 9, 10, 12 sau 13.
Folosind fosfolipide (lecitina) ca substrat pentru RM9-LOX, am identificat produi
ca 9- i 13-hidroperoxizi. Rezultatele GC-MS au artat de asemenea c
hidroperoxizii rezultai au fost n cantitate mai mic de 1% din totalul produilor
de reacie n cazul oxidrii PC i prin urmare aceast reacie nu este specific,enzima noastr recombinat neavnd n acest caz activitate oxidant fa de PC.
5. Parametrii cinetici ai, KM i vmax au fost calculai pentru LOX-1 din
boabele de soia pur, oxidnd acidul linoleic la dou intervale ale concentraiei (5-
100 M i 10-200 M) fie n etanol fie n prezena 13-HPOD i a Tween 20.
n prima situaie vmax=40M/s*mg enz. i KM=20 mol iar pentru al doilea
caz vmax=48M/s*mg enz. i KM=25 mol. Adiia lui Tween 20 i a HPOD-ului au
crescut viteza de reacie dar i KM. Creterea KM poate fi explicat att prin
formarea unui complex LOX-HPOD ct i prin formarea unui acid linoleic micelar
prin adugarea Tween-ului, substratul fiind mult mai disponibil pentru reacie,
detergentul avnd un rol important n acest caz.
6. Saturnd mediul de reacie a LOX cu O2 sau adugnd clorur de sodium
nu s-a mbuntit viteza de reacie. La concentraii de substrat sczute, adugarea
8/8/2019 enzime teza
51/52
O2 n mediul de reacie a sczut viteza oxidrii, conversia substratului la produsul
de reacie fiind ncetinit prin saturarea cu oxigen.
7. Studiind influena quercetinei pure asupra oxidrii linoleatului de sodium
de ctre LOX-1 pur s-a artat c viteza reaciei scade cnd concentraia de
inhibitor descrete (de la 100 la 10 M) i KM crete n aceleai condiii. Valoarea
mai ridicat a constantei de inhibiie indic o bun corelaie ntre afinitatea sczut
a inhibitorului fa de enzim i viteza de reacie. Cel mai bun protocol
experimental pentru inhibarea lipoxigenazei a fost acela cnd inhibitorul a fost
adugat naintea substratului n amestecul de reacie.
8. Aceste studii au demonstrat c LOX poate fi inhibat de quercetin n
funcie de diveri factori, cum ar fi, pH-ul i concentraia de quercetin. Valorile
pH-ului pot influena interaciunile moleculare dintre LOX-1 pur i quercetin,
pH-ul alcalin favoriznd forma ionic a quercetinei ce interacioneaz cel mai bine
cu lipoxigenaza. Inhibiia lipoxigenazei, ca rezultat al interaciunii intermoleculare
dintre enzimi quercetin, este dependent de concentraia inhibitorului. Aceast
interaciune a fost demonstrat prin semnalul spectrului UV-Vis avnd absorbiaspecific la at =321 nm dup 60 min de reacie dintre lipoxigenazi quercetin,
indicnd formarea unui complex intermolecular LOX-quercetin. Cnd
concentraia de inhibitor crete, formarea acestui nou compus este stimulat; cel
mai puternic semnal nregistrndu-se n cazul quercetinei 100M urmat de
50M.
9. Efectul inhibitor al izoflavonelor din soia asupra activitii lipoxigenazei
a fost confirmat. Cinetica lor specifici caracteristicile de inhibiie sunt diferite,genisteina fiind mult mai activ dect daidzeina (ca i compui puri). Extractul
izoflavonic din boabele de soia, cu concentraie controlat de genistein i
daidzein (mai mare dect a standardelor) a artat un potenial inhibitor similar
standardelor. Rezultatele noastre indic o aciune sinergic a acestor dou
componente ale extractului.
8/8/2019 enzime teza
52/52
10. Activitatea lipoxigenazei n prezena catechinei, epicatechinei i a
procianidinelor n mediu abiotic i biotic a fost de asemenea studiat. Un mediu
prooxidant n exteriorul i interiorul celulei a fost indus de LOX i a fost observat
oxidarea polifenolilor cu formare de quinone i dimeri. Catechina este mult mai
oxidat ca molecul pur dect n extractul polifenolic. Am observat o perturbare a
echilibrului prooxidant/antioxidant indus diferit de lipoxigenaza pur i de
extractul lipoxigenazic i dependent de timpul de incubare a polifenolilor.
Relaiile doz-efect i timp-efect a fost observat.
11. Evaluarea aciunii inhibitorii a carotenoidelor asupra lipoxigenazei
standard a fost fcut n sistem abiotic. Extractul carotenoidic (coninnd luteini
-caroten) are o aciune inhibitorie asupra LOX-1 similar cu cea a compuilor
standard. Structura carotenoidic ce prezint un lan polienic mai lung induce o
activitate enzimatic mai intens n primele secunde ale reaciei. Aceast situaie
nu este valabil dup 600s de reacie, cauza putnd fi distrugerea structurii prin
cooxidarea carotenoidelor alturi de reacia clasic a LOX.
Parte din rezultatele prezentate au fost publicate n revista de
specialitate cotat ISI, Journal of Food Biochemistry, sau au fost acceptate
spre publicare (2 articole n Journal of Food Biochemistry). Parte din
rezultate au fost de asemenea prezentate n cadrul unor conferine i
simpozioane naionale i internaionale.