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脂氧合(lipoxygenase, 簡稱 LOX) 能催化含有順.順-1.4-戊二烯
(cis. cis-1.4-pentadienyl) 結構之多不飽和脂肪酸(polyunsaturated
fatty acids)基質, 使其進行加氧反應。如以廿碳四烯酸(arachidonic
acid,簡稱AA) 為基質,脂氧合可使之產生過氧羥基廿碳四烯酸
(hydroperoxyei cosatetraenoic acids,簡稱 HPETEs)---其過氧羥基可
以在鏈上不同之位置---或白三烯素(leukotrienes,簡稱LTs)。這類化合
物在哺乳動物體內有極重要的生理反應,例如: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, 該化合物會影響植
物體內的生長、發育、老化及抗病蟲害等生理作用。由於LOX 對生物有重
要的生理影響, 而對於LOX特性的研究及其代謝物的探討,不僅具有學術價
值,也可獲得經濟效益,因此引發對 LOX 特性的研究興趣 。本實驗以豆
薯 (Yam bean, 學名 Pachyrrhizueerosus) 為研究主題,擬從此植物(或
食物)萃取出其脂氧合,然後以之與廿碳四烯酸進行加氧反應, 找出其產
物之結構及性質。實驗過程分為兩部份進行:(1) 豆薯脂氧合的生物特
性:a.找出萃取酵素的最佳條件(酸鹼值及溫度);b.酵素的蛋白質含量;c.
檢測酵素的熱穩定性。(2) 以廿碳四烯酸為基質, 進行催化加氧反應:a.
找出反應最佳條件 (包括反應時間, 萃取緩衝液對豆薯的比例);b.鑑定產
物的結構。本實驗所用的原料是從本地採購的豆薯。將豆薯在pH 6.5 的
磷酸鉀緩衝液下均質化後, 以 25%∼65 % 的硫酸銨溶液對豆薯進行初步
的酵素純化 (0℃)。將萃取得的酵素與廿碳四烯酸在磷酸鉀緩衝液(pH
6.5) 及 0℃下通入氧氣反應一小時。反應後的產物以氯仿/甲醇3:1(體積
比率)萃取, 再以三苯基磷還原, 並利用高性能液相層析儀(HPLC)純化及
分離, 可得一主產物峰。將該峰收集、濃縮後,利用化學反應製成衍生
物, 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,確定主產物為 5-HETE , 產率55.6%;另外尚有
少量的 11-HETE 產生,產率7.6 %。
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