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脂氧合▉Lipoxygenase, 簡稱 LOX) 對於含順、順-1、 4-戊二烯 (cis,
cis-1,4-Pentadienyl) 軀幹的不飽和脂肪酸的加氧反應具有催化的功能
。若以之與廿碳四烯酸 (Arachidonic acid, 簡稱 AA) 反應, 可產生過
氧羥基廿碳四烯酸 (Hydroper- oxyeicosatetraenoic acids, 簡稱
HPETEs) 或白三烯素 (Leukotrienes, 簡稱 LTs)。這些生理產物在哺乳
動物體內都有極重要的生理反應, 如白血球凝聚、血管收縮、過敏等現
象;而在植物界中此酵素亦能與十八碳二烯酸或十八碳三烯酸等不飽和脂
肪酸進行反應, 產生不飽和脂肪酸過氧氫化物, 造成豆類產生豆腥味, 植
物亦因不飽和脂肪酸過氧氫化物刺激甲硫胺酸 (methionine) 產生乙烯而
使植物腐壞。基於此原因本研究對此酵素產生研究的興趣。文獻上對於脂
氧合▉研究大多針對哺乳動物體, 而且植物則以豆科、茄科、禾本科為主
。實驗上動物的取得及後續的處理 (如廢棄物的丟棄), 問題繁多, 因此
本研究將研究主題放在植物界, 冀望能從除了豆科、茄科、禾本科之外找
到含有此酵素的他種科別的植物。本研究是以蕃薯 (屬旋花科) 為研究主
題, 實驗過程分三階段進行: (i) 蕃薯脂氧合▉生物特性: a. 萃取酵素
之最佳酸鹼值; b. 酵素的熱穩定性; (ii) 酵素萃取液內蛋白質的含量;
(iii) 改變各種反應條件 (如反應時間、蕃薯品種、萃取緩衝液對蕃薯的
比例、均質機的選擇等) 以便得到 5-HETE 的最高的產率, 而後並鑑定產
物結構。本研究所用的原料是從本地採購的蕃薯 (學名 Ipomea batatas
Lam) 在 pH 7.0 之磷酸鉀緩衝液 [重量與體積的比率為 1:1.5 (g/mL)]
下均質化後, 以 25-65 ％ 的硫酸銨溶液,並在 0-4 ℃ 下進行蕃薯初步
的酵素純化。在此條件下所得到的脂氧合▉得其活性甚大, 且每一克的紅
肉蕃薯內含有 8.95μg 的蛋白質。再將此脂氧合▉廿碳四烯酸在磷酸鉀
緩衝液 (pH 7.0) 及 0 ℃ 下通入氧氣一小時進行反應, 以氯仿/ 甲醇
3:1 (體積比率) 萃取, 所得的產物以三苯基磷還原, 繼以高性能液相層
析儀 (HPLC) 純化及分離, 可得一主產物。將該峰收集、濃縮後, 將此產
物的兩個極性官能基 (羧基及羥基) 分別以酯化劑 (CHN), 矽化劑
(BSTFA) 進行衍生化, 再以氣相層析質譜儀 (GC/MS) 鑑定結構, 並與由
光化學反應所得的羥基廿碳四烯酸結構相對照後, 確認主產物為
5-HETE, 產率為 68.60％。而其他的副產物可能是由過氧羥基廿碳四烯酸
所斷裂成的十六碳四烯醛或分子量更小的化合物。
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