โพลีฟีนอลออกซิเดส ( PPO ; หรือโพลีฟีนอลออกซิเดส i, คลอโรพลาสต์ ) ซึ่ง เป็น เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการเกิดสีน้ำตาลในผลไม้เป็นเตตระเมอร์ที่มีอะตอมทองแดงสี่อะตอมต่อโมเลกุล^{[ 1 ]}

PPO อาจยอมรับโมโนฟีนอลและ/หรือโอ-ไดฟีนอลเป็นสารตั้งต้น^{[ 2 ]}เอนไซม์ทำงานโดยการเร่งปฏิกิริยาโอ - ไฮดรอกซิเลชันของโมเลกุลโมโน ฟีนอล ซึ่งวงแหวนเบนซีน มีหมู่ ไฮด รอกซิล เพียงหมู่เดียวไปเป็นโอ -ไดฟีนอล ( โมเลกุลฟีนอ ลที่มีหมู่ ไฮดรอกซิลสองหมู่ที่ตำแหน่ง 1, 2 โดยไม่มีคาร์บอนอยู่ระหว่างกลาง) ^{[ 3 ]}นอกจากนี้ยังสามารถเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของโอ -ไดฟีนอลเพื่อผลิตโอ -ควิโนนได้ อีกด้วย ^{[ 4 ​​]} PPO เร่งปฏิกิริยาพอ ลิเมอไรเซชันอย่างรวดเร็ว ของโอ-ควิโนนเพื่อผลิตเม็ดสีสีดำ น้ำตาล หรือแดง ( โพลีฟีนอล ) ที่ทำให้ผลไม้เปลี่ยนเป็นสีน้ำตาล

กรดอะมิโนไทโรซีนมีวงแหวนฟีนอลเดี่ยวที่อาจถูกออกซิไดซ์โดยการทำงานของ PPO เพื่อสร้างo -quinone ดังนั้น PPO จึงอาจถูกเรียกว่าไทโรซิเนสได้ เช่นกัน ^{[ 5 ]}

อาหารทั่วไปที่ผลิตเอนไซม์นี้ได้แก่เห็ด ( Agaricus bisporus ) ^{[ 6 ] [ 7 ]}แอปเปิล ( Malus domestica ) ^{[ 8 ] [ 9 ]}อะโวคาโด ( Persea americana ) กล้วย ( Musa (genus) ) ^{[ 10 ]}และผักกาดหอม ( Lactuca sativa ) ^{[ 11 ]} ผลไม้ที่มี ฟลาแวน-3-ออลสูงแต่มี PPO ต่ำ (โดยเฉพาะเบอร์รี่ ) มักจะนำมาผสมกับกล้วยในสมูทตี้ส่งผลให้การดูดซึมฟลาแวน-3-ออลและโพลีฟีนอลอื่น ๆ ลดลง ^{[ 10 ]}

PPO ถูกจัดอยู่ในกลุ่มมอร์ฟีอินซึ่งเป็นโปรตีนที่สามารถสร้างโฮโมโอลิโกเมอร์ (รูปแบบมอร์ฟีอิน) ที่แตกต่างกันได้สองแบบขึ้นไป แต่ต้องแยกออกจากกันและเปลี่ยนรูปร่างเพื่อแปลงระหว่างรูปแบบต่างๆ มันมีอยู่เป็นโมโนเมอร์ไตรเมอร์เตตระเมอร์ออกตาเมอร์หรือโดเดคาเมอร์ [ ^{12 ] [ 13 ] ซึ่ง}สร้างฟังก์ชันที่หลากหลาย^{[ 14 ]}

ในพืช PPO เป็น เอนไซม์ ในพลาสติดที่มีการสังเคราะห์และหน้าที่ที่ไม่ชัดเจน ในคลอโรพลาสต์ที่มีฟังก์ชันการทำงาน อาจเกี่ยวข้องกับเคมีของออกซิเจน เช่น การเป็นตัวกลางของโฟโตฟอสโฟรีเลชันแบบซูโดไซคลิก^{[ 15 ]}

การตั้งชื่อเอนไซม์แยกความแตกต่างระหว่างเอนไซม์โมโนฟีนอลออกซิเดส ( ไทโรซิเนส ) และ เอนไซม์ โอ -ไดฟีนอล:ออกซิเจนออกซิโดรีดักเทส ( คาเทคอลออกซิเดส ) ความชอบของสารตั้งต้น ของ ไทโรซิเนสและคาเทคอลออกซิเดสถูกควบคุมโดยกรดอะมิโน รอบ ไอออนทองแดง สองตัวในบริเวณออกฤทธิ์^{[ 16 ]}

เอนไซม์โมโนฟีนอลออกซิเดสและคาเทคอลออกซิเดสผสมกันมีอยู่ในเนื้อเยื่อพืชเกือบทั้งหมด และยังพบได้ในแบคทีเรีย สัตว์ และเชื้อรา ในแมลงจะมีโพลีฟีนอลออกซิเดสในคิวติเคิล^{[ 17 ]}และผลิตภัณฑ์ของเอนไซม์เหล่านี้มีส่วนรับผิดชอบต่อความทนทานต่อการขาดน้ำ

ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาขององุ่น (กรด 2-S กลูตาไธโอนิลแคฟทาริก) เป็นสารประกอบออกซิเดชันที่เกิดจากการทำงานของเอนไซม์ PPO ต่อกรดแคฟทาริกและพบได้ในไวน์ การเกิดสารประกอบนี้เป็นสาเหตุที่ทำให้ไวน์ขาวบางชนิดมีสีน้ำตาลเข้มลดลง

พืชใช้โพลีฟีนอลออกซิเดสเป็นหนึ่งในกลไกป้องกันทางเคมีหลายอย่างเพื่อต่อต้านปรสิต^{[ 18 ]}

สารยับยั้ง PPO มีสองประเภท ได้แก่ สารที่แข่งขันกับออกซิเจนในตำแหน่งทองแดงของเอนไซม์ และสารที่แข่งขันกับฟีนอล เทนทอกซินยังถูกนำมาใช้ในการวิจัยล่าสุดเพื่อกำจัดกิจกรรม PPO จากต้นกล้าของพืชชั้นสูง^{[ 19 ]}โทรโพโลนเป็นสารยับยั้ง โพลีฟีนอลออกซิเดสขององุ่น ^{[ 20 ]}สารยับยั้งเอนไซม์นี้อีกชนิดหนึ่งคือโพแทสเซียมเมตาไบซั ล ไฟต์^{[ 21 ]}กิจกรรม PPO ของรากกล้วยถูกยับยั้งอย่างรุนแรงโดยไดไทโอไทรทอลและโซเดียมเมตาไบซัลไฟต์ [ ^{22 ] เช่น}เดียวกับ PPO ของผลกล้วยที่ถูกยับยั้งโดยสารประกอบที่มีกำมะถัน คล้ายกัน ได้แก่ โซเดียมไดไทโอไนต์และซิสเตอีนรวมถึงกรดแอสคอร์บิก (วิตามินซี) ^{[ 23 ]}

มีการพัฒนาการทดสอบหลายวิธีเพื่อตรวจสอบกิจกรรมของโพลีฟีนอลออกซิเดสและเพื่อประเมินศักยภาพในการยับยั้งของสารยับยั้งโพลีฟีนอลออกซิเดส โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การทดสอบโดยใช้สเปกโทรโฟโตเมตรีแบบ อัลตราไวโอเลต/วิสิเบิล (UV/Vis)ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย^{[ 24 ]}การทดสอบสเปกโทรโฟโตเมตรี UV/Vis ที่พบได้บ่อยที่สุดเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบการก่อตัวของo -quinonesซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาโดยโพลีฟีนอลออกซิเดส หรือการบริโภคสารตั้งต้น^{[ 25 ]} นอกจากนี้ยังมีการใช้ วิธีสเปกโทรโฟโตเมตรีทางเลือกที่เกี่ยวข้องกับการจับคู่ของo- quinonesกับรีเอเจนต์นิวคลีโอฟิลิกเช่น 3-methyl-2-benzothiazolinonehydrazone hydrochloride (MBTH) ^{[ 26 ]}เทคนิคอื่นๆ เช่น การทดสอบการย้อมสีกิจกรรมโดยใช้ เจลอิเล็กโทรโฟเรซิ ^สโพลีอะคริลาไมด์ [ ^{27 ]}การทดสอบกัมมันตรังสีที่ใช้ทริเทียม^{[ 28 ]}การทดสอบการบริโภคออกซิเจน^{[ 29 ]}และ การทดสอบที่ใช้ เรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR) ก็ได้รับการรายงานและใช้งานเช่นกัน^{[ 30 ]}

โพลีฟีนอลออกซิเดสเป็นเอนไซม์ที่พบได้ทั่วไปในอาณาจักรพืชและสัตว์^{[ 31 ]}รวมถึงผลไม้และผักส่วนใหญ่^{[ 32 ]} PPO มีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมอาหารเนื่องจากเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการเกิดสีน้ำตาลจากเอนไซม์เมื่อเนื้อเยื่อได้รับความเสียหายจากการฟกช้ำ การบีบอัด หรือรอยบุ๋ม ทำให้ผลผลิตขายได้ยากขึ้นและก่อให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจ^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]}การเกิดสีน้ำตาลจากเอนไซม์เนื่องจาก PPO ยังอาจนำไปสู่การสูญเสียสารอาหารในผลไม้และผัก ทำให้มูลค่าลดลงไปอีก^{[ 11 ] [ 31 ] [ 32 ]}

เนื่องจากสารตั้งต้นของปฏิกิริยา PPO เหล่านี้ตั้งอยู่ในแวคิวโอลของเซลล์พืชที่เสียหายส่วนใหญ่เกิดจากการเก็บเกี่ยว ที่ไม่เหมาะสม PPO จึงเริ่มต้นห่วงโซ่ของปฏิกิริยาการเปลี่ยนสีเป็นสีน้ำตาล^{[ 33 ] [ 34 ]}การสัมผัสกับออกซิเจนเมื่อหั่นหรือบดละเอียดก็ทำให้เกิดการเปลี่ยนสีเป็นสีน้ำตาลโดยเอนไซม์ PPO ในผลไม้และผักเช่นกัน^{[ 32 ]}ตัวอย่างที่ปฏิกิริยาการเปลี่ยนสีเป็นสีน้ำตาลที่เร่งปฏิกิริยาโดย PPO อาจเป็นที่ต้องการ ได้แก่ อะโวคาโด ลูกพรุน องุ่นซุลตานา ชาดำ และเมล็ดกาแฟเขียว^{[ 11 ] [ 32 ]}

โปรฟีนอลออกซิเดสเป็นรูปแบบที่ดัดแปลงของการตอบสนองของคอมพลีเมนต์ที่^พบในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิด รวมถึงแมลงปูและหนอน^{[ 46} ]

เฮโมไซยานินมีความคล้ายคลึงกับฟีนอลออกซิเดส (เช่นไทโรซิเนส ) เนื่องจากเอนไซม์ทั้งสองชนิดมีการประสานงานของทองแดงที่ตำแหน่งออกฤทธิ์ เฮโมไซยานินยังแสดงกิจกรรม PPO แต่มีจลนศาสตร์ที่ช้าลงเนื่องจาก มวล เชิงสเตอริกที่ตำแหน่งออกฤทธิ์มากขึ้น การทำให้เสียสภาพบางส่วนช่วยเพิ่มกิจกรรม PPO ของเฮโมไซยานินโดยทำให้เข้าถึงตำแหน่งออกฤทธิ์ได้มากขึ้น^{[ 47 ]}

เอนไซม์ Aureusidin synthaseมีความคล้ายคลึงกับเอนไซม์ polyphenol oxidase ในพืช แต่มีการดัดแปลงที่สำคัญบางประการ

ออโรนซินเทส^{[ 48 ]}เร่งปฏิกิริยาการสร้างออโรน ออโรนซินเทสที่บริสุทธิ์จากCoreopsis grandifloraแสดงกิจกรรมไทโรซิเนส ที่อ่อนแอต่อ ไอโซลิควีริติเจ นิน แต่เอนไซม์ไม่ทำปฏิกิริยากับสารตั้งต้นไทโรซิเนส แบบคลาสสิก l - ไทโรซีนและไทรามีนดังนั้นจึงต้องจัดอยู่ในประเภทคาเทโคลออกซิเดส^{[ 49 ]}

แลคเคสซึ่งเป็นออกซิเดสที่มีทองแดงหลายอะตอม มักถูกพิจารณาว่าเป็นคลาสย่อยของโพลีฟีนอลออกซิเดส^{[ 50 ]}แลคเคสและโพลีฟีนอลออกซิเดสแตกต่างกันในประเภทของสารตั้งต้นที่พวกมันเร่งปฏิกิริยา แคตาโคลออกซิเดส (โพลีฟีนอลออกซิเดสชนิดหนึ่ง) เร่งปฏิกิริยาการออกซิเดชันของ ออ ร์โธ -ได ฟีนอลเป็น ออ ร์ โธ -ควิโนน ไทโรซิเนส (โพลีฟีนอลออกซิเดสอีกชนิดหนึ่ง) เร่งปฏิกิริยาทั้งการออกซิเดชันของโมโนฟีนอลเป็นออร์โธ -ได ฟีนอล และการออกซิเดชันของออร์โธ -ไดฟีนอลเป็น ออร์ โธ -ควิโนนในภายหลัง ในทางตรงกันข้าม แลคเคสเร่งปฏิกิริยาการออกซิเดชันของพารา -ไดฟีนอลเป็นพารา-ควิโนน^{[ 51 ]}

• เอนไซม์คาเทโคลออกซิเดส
• ไทโรซิเนส