ไมโรซิเนสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางเคมี

ไทโอกลูโคไซ ด์+ ${\displaystyle \rightleftharpoons }$น้ำตาล + ไทออล

ดังนั้นสารตั้งต้น สองชนิด ของเอนไซม์นี้คือไทโอไกลโคไซด์และH₂O ในขณะที่ ผลิตภัณฑ์สองชนิดของ นี้ คือน้ำตาลและไทออล

เมื่อมีน้ำ อยู่ ไมโรซิเนสจะแยก กลุ่ม กลูโคส ออก จากกลูโคซิโนเลต โมเลกุลที่เหลือจะเปลี่ยนอย่างรวดเร็วเป็นไทโอไซยาเนตไอโซไทโอไซยา เนต หรือไนไตรล์ซึ่งเป็นสารออกฤทธิ์ที่ทำหน้าที่ป้องกันพืช การไฮโดรไลซิสของกลูโคซิโนเลตโดยไมโรซิเนสสามารถให้ผลิตภัณฑ์ได้หลากหลาย ขึ้นอยู่กับสภาวะทางสรีรวิทยาต่างๆ เช่นpHและการมีอยู่ของโคแฟคเตอร์ บางชนิด ปฏิกิริยาที่ทราบทั้งหมดมีขั้นตอนเริ่มต้นเหมือนกัน(ดูรูปที่ 2)ขั้นแรก พันธะ β-ไทโอกลูโคไซด์จะถูกแยกออกโดยไมโรซิเนส ปล่อยD-กลูโคส ออกมา อะไกลโคนที่ได้จะเกิดการจัดเรียงตัวใหม่ แบบ Lossen โดยธรรมชาติ ปล่อยซัลเฟต ออกมา ขั้นตอนสุดท้ายในกลไก มีความหลากหลายมากที่สุด ขึ้นอยู่กับสภาวะทางสรีรวิทยาที่ปฏิกิริยาเกิดขึ้น ที่ pHเป็นกลางผลิตภัณฑ์หลักคือไอโซไทโอไซยาเนต ภายใต้สภาวะที่เป็นกรด (pH < 3) และเมื่อมีไอออนเหล็ก หรือโปรตีนเอพิไทโอสเปซิเฟอร์อยู่ การก่อตัวของไนไตรล์จะเกิดขึ้นได้ง่ายกว่า^{[ 2 ] [ 6 ]}

แอสคอร์เบตเป็นโคแฟคเตอร์ ที่รู้จักกันดี ของไมโรซิเนส ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเบส ในการ ไฮโดรไล ซิส ของ กลูโค ซิโนเลต ^{[ 1 ] [ 7 ]} ตัวอย่างเช่น ไมโรซิเนสที่แยกได้จากไชเท้า ( Raphanus sativus ) แสดงให้เห็นว่า Vmaxเพิ่มขึ้นจาก 2.06 μmol/min ต่อ mg ของโปรตีนเป็น 280 μmol/min ต่อ mg ของโปรตีนบนสารตั้งต้นอัลลิลกลูโคซิโนเลต (ซินิกริิน) เมื่อมีแอสคอร์เบต 500 μM ^{[ 4 ]}ซัลเฟต ซึ่งเป็นผลพลอยได้จาก การไฮโดรไลซิสของ กลูโค ซิโนเลต ได้รับการระบุว่าเป็นตัวยับยั้งแบบแข่งขันของไมโรซิเนส^{[ 4 ]}นอกจากนี้ 2-F-2-ดีออกซีเบนซิลกลูโคซิโนเลต ซึ่งถูกสังเคราะห์ขึ้นโดยเฉพาะเพื่อศึกษาถึงกลไกของไมโรซิเนส จะยับยั้งเอนไซม์โดยการดักจับกรดกลูตามิก ตัวใดตัวหนึ่ง ในบริเวณออกฤทธิ์ Glu409 ^{[ 3 ] [ 8 ]}

ไมโรซิเนสมีอยู่เป็นไดเมอร์ที่มีซับยูนิตขนาด 60-70 kDaต่อซับ ยูนิต ^{[ 9 ] [ 10 ]}การวิเคราะห์โครงสร้างผลึกด้วยรังสีเอกซ์ ของไมโรซิเน สที่แยกได้จากSinapis albaเผยให้เห็นว่าซับยูนิตทั้งสองเชื่อมต่อกันด้วยอะตอมสังกะสี^{[ 7 ]} เชื่อกันว่า การมีพันธะเกลือ พันธะไดซัลไฟด์พันธะไฮโดรเจนและไกลโคซิเลชัน จำนวนมาก มีส่วนช่วยให้เอนไซม์มีความเสถียร โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพืชถูกโจมตีและประสบกับความเสียหายของเนื้อเยื่ออย่างรุนแรง^{[ 2 ]}คุณลักษณะของ β- กลูโคซิเดส หลายชนิดคือ มีหมู่กลูตา เมตที่เป็นตัว เร่งปฏิกิริยาอยู่ที่ตำแหน่งออกฤทธิ์ แต่ ในไมโรซิเนสมีหมู่กลูตาเม ต สองหมู่ถูกแทนที่ด้วยหมู่กลูตามีนเพียงหมู่เดียว^{[ 3 ] [ 11 ]}พบว่าแอสคอร์เบตสามารถทดแทนการทำงานของหมู่กลูตาเมตได้^{[ 1 ]} (ดูรูปที่ 3 สำหรับกลไก)

ระบบป้องกันก ลูโคซิโนเลต-ไมโรซิเนสถูกบรรจุอยู่ในพืชในลักษณะเฉพาะ พืชเก็บกลูโคซิโนเลต ของไมโรซิเน สโดยการแบ่งส่วน ทำให้กลูโคซิโนเลตถูกปล่อยออกมาและทำงานก็ต่อเมื่อพืชถูกโจมตีเท่านั้น ไมโรซิเนสส่วนใหญ่ถูกเก็บไว้ในรูปของเม็ดไมโรซินในแวคิวโอ ลของ ไอดีโอบลาสต์เฉพาะที่เรียกว่าเซลล์ไมโรซิน แต่ก็มีรายงานว่าพบในโปรตีนบอดี้หรือแวคิวโอลและในรูปของเอนไซม์ไซโตโซลที่มักจะจับกับเยื่อหุ้มเซลล์ด้วย^{[ 12 ] [ 13 ]}กลูโคซิโนเลตถูกเก็บไว้ใน "เซลล์ S" ที่อยู่ติดกันแต่แยกจากกัน ^{[ 14 ]}เมื่อพืชได้รับความเสียหายของเนื้อเยื่อ ไมโรซิเนสจะสัมผัสกับกลูโคซิโนเลตและกระตุ้นให้เกิดการทำงานอย่างรวดเร็วในรูปแบบที่มีฤทธิ์ต้านแบคทีเรีย^{[ 2 ]}ผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือไอโซไทโอไซยาเนตตามด้วยไทโอไซยาเนตและไนไตรล์^{[ 15 ]}

พืชที่ทราบกันว่ามีวิวัฒนาการระบบป้องกันไมโรซิเนส-กลูโคซิโนเลต ได้แก่มัสตาร์ดขาว ( Sinapis alba ) ^{[ 9 ]}ผักกาดหอม ( Lepidium sativum ) ^{[ 16 ]}วาซาบิ ( Wasabia japonica ) ^{[ 17 ]}และหัวไชเท้า ( Raphanus sativus ) ^{[ 18 ] [ 19 ]} รวมถึงสมาชิกหลายชนิดในวงศ์Brassicaceaeได้แก่ มัสตาร์ดเหลือง ( Brassica juncea ) ^{[ 20 ]} เมล็ดเรพซีด ( Brassica napus ) ^{[ 21 ]}และผักตระกูลกะหล่ำที่นิยมรับประทาน เช่นบรอกโคลีกะหล่ำดอกกะหล่ำปลี ผักกาดขาวและคะน้า^{[ 2 ]}รสขมติดลิ้นของผักเหล่านี้หลายชนิดมักเกิดจากการไฮโดรไลซิสของ กลูโคซิโนเลตเมื่อเนื้อเยื่อเสียหายระหว่างการเตรียมอาหารหรือเมื่อรับประทานผักเหล่านี้ดิบ^{[ 2 ]}เมล็ดมะละกอใช้วิธีการป้องกันนี้ แต่เนื้อผลไม้เองไม่ได้ใช้^{[ 22 ]}

ไมโรซิเนสยังถูกแยกได้จากเพลี้ยกะหล่ำปลีด้วย^{[ 23 ]}ซึ่งบ่งชี้ถึงวิวัฒนาการร่วมกันของเพลี้ยกะหล่ำปลีกับแหล่งอาหารหลักของมัน เพลี้ยใช้กลยุทธ์การป้องกันที่คล้ายกับพืช เช่นเดียวกับแหล่งอาหารหลักของมัน เพลี้ยกะหล่ำปลีจะเก็บไมโรซิเนสและกลูโคซิโนเลตที่มันกินเข้าไปไว้ในช่อง เมื่อเพลี้ยกะหล่ำปลีถูกโจมตีและเนื้อเยื่อของมันได้รับความเสียหาย กลูโคซิโนเลตที่เก็บไว้จะถูกกระตุ้น ทำให้เกิดไอโซไทโอไซยาเนตและยับยั้งผู้ล่าไม่ให้โจมตีเพลี้ยตัวอื่น^{[ 24 ]}

ในอดีต พืชเช่นเรพซีดที่มีระบบกลูโคซิโนเลต-ไมโรซิเนสถูกคัดเลือกพันธุ์ โดยเจตนา เพื่อลดปริมาณกลูโคซิโนเลต เนื่องจากเรพซีดในอาหารสัตว์พิสูจน์แล้วว่าเป็นพิษต่อปศุสัตว์^{[ 25 ]} ระบบกลูโคซิโนเลต-ไมโรซิเนสได้รับการศึกษาในฐานะสารรมควันชีวภาพที่อาจใช้ปกป้องพืชผลจากศัตรูพืช ผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสกลูโคซิโนเลตที่มีศักยภาพ (GHPs) สามารถฉีดพ่นลงบนพืชผลเพื่อยับยั้งการกินพืช อีกทางเลือกหนึ่งคือการใช้เทคนิคทางพันธุวิศวกรรมเพื่อนำระบบกลูโคซิโนเลต-ไมโรซิเนสเข้าสู่พืชผลเพื่อเสริมสร้างความต้านทานต่อศัตรูพืช^{[ 15 ]}

ไอโซไทโอไซยาเนตซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์หลักของการไฮโดรไลซิสของกลูโคซิโนเลต เป็นที่ทราบกันดีว่าสามารถป้องกัน การดูดซึม ไอโอดีนในต่อมไทรอยด์ทำให้เกิดโรคคอพอกได้ [ ^{26 ] ไอ}โซไทโอไซยาเนตในความเข้มข้นสูงอาจทำให้เกิดพิษต่อตับได้ [ ^{4 ] ยัง}ไม่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่เพียงพอว่าการบริโภคผักตระกูลกะหล่ำที่มีไอโซไทโอไซยาเนตเพิ่มขึ้นส่งผลต่อความเสี่ยงของโรคในมนุษย์หรือไม่^{[ 27 ]}