Comparative study on the activity and kinetic of polyphenol oxidase enzyme extracted from different plant sources

Other Title(s)

دراسة مقارنة لنشاطية و حركية أنزيم البولي فينول أوكسيديز المستخلص من مصادر نباتية مختلفة

Dissertant

al-Khamayisah, Nuh Muhammad Khayr

Thesis advisor

Atruz, Umar Muhammad Falih

Comitee Members

al-Quran, Salih Ahmad
al-Sarayirah, Samih Abd al-Karim
Al-Tarawinah, Khalid Jafar

University

Mutah University

Faculty

Faculty of Science

Department

Department of Biological Sciences

University Country

Jordan

Degree

Master

Degree Date

2013

Arabic Abstract

تمت دراسة أنزيمات البولي فينول أوكسيديز (PPO) المستخلصة من ثمار التفاح، ثمار الخيار، ثمار الكوسا، بذور الرمان، قشر الرمان، و أوراق الصبر.

الدراسة الحالية استخدمت المستخلص الخام لأنزيم PPO من هذه النباتات لتشخيص كل من تأثير درجة الرقم الهيدروجيني، تأثير درجة الحرارة، حركية الأنزيم و تأثير بعض العوامل الكيميائية على نشاطية الأنزيم.

تم تحديد قيم التصبغ البني من خلال جهاز المطياف الضوئي خلال 100 دقيقة.

تم استخدام المطياف الضوئي لقياس نشاطية الأنزيم من خلال قياس المعدل الابتدائي لتكون الكينون كما يشير لذلك الارتفاع في قيمة الامتصاصية الضوئية.

أظهر التفاح أعلى قيمة تصبغ بني مقارنة بالنباتات الأخرى، بينما أظهر قشر الرمان أقل قيمة.

وجدت أعلى نشاطية لأنزيم PPO باستخدام الكاتيكول كمادة متفاعلة في نبات التفاح (السرعة القصوى للتفاعل = 0.333 ميكرومول / دقيقة) و أقل نشاطية في قشور الرمان (السرعة القصوى للتفاعل = 0.03 ميكرومول / دقيقة).

وجد أن هناك ارتباطا عالي بين التصبغ البني و نشاطية الأنزيم مما يدعم فرضية مسؤولية هذا الأنزيم عن التصبغ البني في الثمار.

أظهر الأنزيم أعلى نشاطية عند رقم هيدروجيني 7 في كل من التفاح، الخيار، الصبر و الكوسا، و عند رقم هيدروجيني 6 في كل من قشور و بذور الرمان.

أظهر كل من الصبر و الخيار وجود رقمين هيدروجينيين مثليين هما 4 و 7 و الذي قد يكون ناتجا عن وجود نظائر الأنزيم.

كانت درجة الحرارة المثلى للأنزيم تتراوح من 35-40م°.

معظم أنزيمات PPO المستخلصة من هذه النباتات كانت تمتلك طاقة تنشيط منخفضة جدا.

أظهرت دراسة تأثير العوامل الكيميائية على نشاط الأنزيم أن اليوريا كانت أقوى مثبط للأنزيم، بينما كان البرولين منشطا للأنزيم في جميع نباتات الدراسة.

English Abstract

Polyphenol oxidases (PPOs) from Pyrus malus (apple), Cucumis sativus (cucumber), Cucurbita pepo (cucurbita), Punica granatum (pomegranate) seed, Punica granatum (pomegranate) rind and Opuntia ficus-indica (cactus) were studied.

Crude PPO extracts from these plants were characterized in terms of pH, temperature, enzyme kinetic and effects of some chemical agents on its activity.

The enzymatic browning was quantified by spectrophotometer for 100 min.

The PPO activity was tested by measuring the initial rate of quinone formation, as indicated by an increase in absorbance at 410 nm.

Apple showed the highest browning intensity when compared to the tested plants and pomegranate rind showed the lowest .

The highest activity for PPO using catechol as substrate was found in apple (Vmax= 0.333 μmol / min) and the lowest in pomegranate rind (Vmax= 0.03 μmol / min).

High correlation was found between the enzymatic browning and PPO activity which supports the hypothesis that PPO was responsible for browning of fruits.

The PPOs exhibited the maximum activity at pH 7 for apple, cucumber, cactus and cucurbita, and at pH 6 for pomegranate rind and pomegranate seed.

cactus and cucumber showed two optimum pH values (4 and 7) which might have resulted from the presence of isoenzymes.

The optimum temperature for PPO was ranging from 35 to 40°C.

Most of PPOs extracted from these plants have very low activation energy .

The study of the effects of some chemical agents on PPO activity indicated that urea was the most potent inhibitor for PPOs while proline acted as an activator for the PPOs in all of tested plants.

Main Subjects

Biology

No. of Pages

40

Table of Contents

• APA
• MLA
• AMA

Language

English

Data Type

Arab Theses

Record ID

BIM-403706