Polyphenol oxidase
পলিফেনল অক্সিডেস (পিপিও; এছাড়াও পলিফেনল অক্সিডেস আই, ক্লোরোপ্লাস্টিক), ফলের বাদামীকরণের সাথে জড়িত একটি এনজাইম, একটি টেট্রামার যা প্রতি অণুতে তামার চারটি পরমাণু ধারণ করে। পিপিও মনোফেনল এবং/অথবা ও-ডিফেনলকে স্তর হিসাবে গ্রহণ করতে পারে। এনজাইমটি মনোফেনল অণুগুলির ও-হাইড্রক্সিলেশনকে অনুঘটক করে কাজ করে যেখানে বেনজিন রিংয়ে ও-ডিফেনলগুলির একটি একক হাইড্রক্সিল বিকল্প থাকে (ফেনল অণুতে 1,2 অবস্থানে দুটি হাইড্রক্সিল বিকল্প থাকে, যার মধ্যে কোনও কার্বন থাকে না)। এটি ও-ডাইফেনলগুলির জারণকে আরও অনুঘটক করে ও-কুইনন তৈরি করতে পারে। পি. পি. ও ও-কুইনোনগুলির দ্রুত পলিমারাইজেশনকে অনুঘটক করে কালো, বাদামী বা লাল রঞ্জক (পলিফেনল) তৈরি করে যা ফলের বাদামীকরণ ঘটায়। অ্যামিনো অ্যাসিড টাইরোসিনে একটি একক ফেনোলিক বলয় থাকে যা পি. পি. ও-র ক্রিয়া দ্বারা জারিত হয়ে ও-কুইনোন গঠন করতে পারে। অতএব, পিপিওগুলিকে টাইরোসিনেস হিসাবেও উল্লেখ করা যেতে পারে। এনজাইম উৎপাদনকারী সাধারণ খাবারের মধ্যে রয়েছে মাশরুম (অ্যাগারিকাস বিস্পোরাস), আপেল (ম্যালাস ডোমেস্টিকা), অ্যাভোকাডো (পার্সিয়া আমেরিকানা) এবং লেটুস (ল্যাকটুকা স্যাটিভা)। কাঠামো এবং ফাংশন পিপিও একটি মর্ফিন হিসাবে তালিকাভুক্ত, একটি প্রোটিন যা দুই বা ততোধিক ভিন্ন হোমো-অলিগোমার (মর্ফিন ফর্ম) গঠন করতে পারে, তবে অবশ্যই আলাদা হতে হবে এবং ফর্মগুলির মধ্যে রূপান্তর করতে আকৃতি পরিবর্তন করতে হবে। এটি একটি মনোমার, ট্রিমার, টেট্রামার, অক্টেমার বা ডোডেকামার হিসাবে বিদ্যমান, যা একাধিক ফাংশন তৈরি করে। উদ্ভিদে, পিপিও হল একটি প্লাস্টিডিক এনজাইম যার অস্পষ্ট সংশ্লেষণ এবং কার্যকারিতা রয়েছে। কার্যকরী ক্লোরোপ্লাস্টে, এটি সিউডোসাইক্লিক ফটোফসফোরিলেশনের মধ্যস্থতার মতো অক্সিজেন রসায়নের সাথে জড়িত হতে পারে। এনজাইম নামকরণ মনোফেনল অক্সিডেস এনজাইম (টাইরোসিনেস) এবং ও-ডিফেনলের মধ্যে পার্থক্য করেঃ অক্সিজেন অক্সিডোরিডাক্টেস এনজাইম (ক্যাটেকোল অক্সিডেস)। সক্রিয় স্থানে দুটি তামার আয়নগুলির চারপাশে অ্যামিনো অ্যাসিড দ্বারা টাইরোসিনেস এবং ক্যাটেকোল অক্সিডেসের স্তরের পছন্দ নিয়ন্ত্রিত হয়। বিতরণ এবং প্রয়োগ মনোফেনল অক্সিডেস এবং ক্যাটেকোল অক্সিডেস এনজাইমের একটি মিশ্রণ প্রায় সমস্ত উদ্ভিদ টিস্যুতে উপস্থিত থাকে এবং ব্যাকটেরিয়া, প্রাণী এবং ছত্রাকের মধ্যেও পাওয়া যায়। পোকামাকড়ের মধ্যে, কিউটিকুলার পলিফেনল অক্সিডেস উপস্থিত থাকে এবং তাদের পণ্যগুলি নির্জলীকরণ সহনশীলতার জন্য দায়ী। আঙুর প্রতিক্রিয়া পণ্য (2-এস গ্লুটাথিওনিল ক্যাফটারিক অ্যাসিড) একটি জারণ যৌগ যা ক্যাফটারিক অ্যাসিডের উপর পিপিওর ক্রিয়া দ্বারা উত্পাদিত হয় এবং ওয়াইনে পাওয়া যায়। এই যৌগ উৎপাদন নির্দিষ্ট সাদা ওয়াইনগুলিতে নিম্ন স্তরের বাদামীকরণের জন্য দায়ী। উদ্ভিদ পরজীবীর বিরুদ্ধে রাসায়নিক প্রতিরক্ষার একটি স্যুট হিসাবে পলিফেনল অক্সিডেস ব্যবহার করে। পি. পি. ও-র দুই ধরনের প্রতিরোধক রয়েছে, যেগুলি উৎসেচকের তামার স্থানে অক্সিজেনের সাথে প্রতিযোগিতামূলক এবং ফেনোলিকের সাথে প্রতিযোগিতামূলক। উচ্চতর উদ্ভিদের চারা থেকে পিপিও কার্যকলাপ দূর করতে সাম্প্রতিক গবেষণায় টেন্টক্সিন ব্যবহার করা হয়েছে। ট্রপোলোন হল একটি আঙ্গুর পলিফেনল অক্সিডেস প্রতিরোধক। এই উৎসেচকের আরেকটি প্রতিরোধক হল পটাসিয়াম মেটাবিসালফাইট। কলার শিকড়ের পিপিও কার্যকলাপ ডাইথিওথ্রিটল এবং সোডিয়াম মেটাবিসালফাইট দ্বারা দৃঢ়ভাবে বাধাগ্রস্ত হয়, যেমন কলার ফল পিপিও অ্যাসকরবিক অ্যাসিড (ভিটামিন সি) ছাড়াও সোডিয়াম ডাইথিওনাইট এবং সিস্টিন সহ অনুরূপ যৌগ দ্বারা। পলিফেনল অক্সিডেসের ক্রিয়াকলাপ পর্যবেক্ষণ করতে এবং পলিফেনল অক্সিডেস ইনহিবিটারগুলির প্রতিরোধ ক্ষমতা মূল্যায়নের জন্য বেশ কয়েকটি পরীক্ষা তৈরি করা হয়েছিল। বিশেষত, অতিবেগুনী/দৃশ্যমান (ইউভি/ভিস) স্পেকট্রোফোটোমেট্রি-ভিত্তিক পরীক্ষা ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়। সর্বাধিক প্রচলিত ইউভি/ভিস স্পেকট্রোফোটোমেট্রি পরীক্ষায় ও-কুইনোন গঠনের পর্যবেক্ষণ জড়িত, যা পলিফেনল অক্সিডেস-অনুঘটক প্রতিক্রিয়াগুলির পণ্য, বা স্তরটির ব্যবহার। 3-মিথাইল-2-বেঞ্জোথিয়াজোলিনোহাইড্রাজোন হাইড্রোক্লোরাইড (এম. বি. টি. এইচ)-এর মতো নিউক্লিওফিলিক বিকারকগুলির সঙ্গে ও-কুইনোনের সংযোগের বিকল্প স্পেকট্রোফোটোমেট্রিক পদ্ধতিও ব্যবহার করা হয়েছিল। অন্যান্য কৌশল, যেমন পলিঅ্যাক্রিলামাইড জেল ইলেক্ট্রোফোরেসিস, ট্রিটিয়াম-ভিত্তিক তেজস্ক্রিয় পরীক্ষা, অক্সিজেন খরচ পরীক্ষা এবং পারমাণবিক চৌম্বকীয় অনুরণন (এন. এম. আর)-ভিত্তিক পরীক্ষার ব্যবহারের সাথে ক্রিয়াকলাপের দাগ পরীক্ষাও রিপোর্ট করা হয়েছিল এবং ব্যবহার করা হয়েছিল। এনজাইম্যাটিক ব্রাউনিং পলিফেনল অক্সিডেস একটি এনজাইম যা বেশিরভাগ ফল এবং শাকসবজি সহ উদ্ভিদ এবং প্রাণী সাম্রাজ্য জুড়ে পাওয়া যায়। খাদ্য শিল্পে পি. পি. ও-র গুরুত্ব রয়েছে কারণ এটি ক্ষত, সংকোচন বা ইন্ডেন্টেশন থেকে টিস্যু ক্ষতিগ্রস্ত হলে এনজাইম্যাটিক ব্রাউনিংকে অনুঘটক করে, যা পণ্যগুলিকে কম বিপণনযোগ্য করে তোলে এবং অর্থনৈতিক ক্ষতি করে। পি. পি. ও-র কারণে এনজাইম্যাটিক ব্রাউনিং ফল এবং শাকসবজিতে পুষ্টির পরিমাণ হ্রাস করতে পারে, তাদের মান আরও হ্রাস করতে পারে। যেহেতু এই পি. পি. ও প্রতিক্রিয়াগুলির সাবস্ট্রেটগুলি মূলত অনুপযুক্ত ফসল কাটার দ্বারা ক্ষতিগ্রস্ত উদ্ভিদ কোষগুলির ভ্যাকুয়লে অবস্থিত, তাই পি. পি. ও বাদামী প্রতিক্রিয়াগুলির শৃঙ্খল শুরু করে। কাটা বা বিশুদ্ধ করার সময় অক্সিজেনের সংস্পর্শে আসার ফলে ফল এবং শাকসবজিতে পি. পি. ও দ্বারা এনজাইম্যাটিক ব্রাউনিং হয়। পিপিও দ্বারা অনুঘটকিত বাদামী বিক্রিয়ার উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে অ্যাভোকাডো, প্রুন, সুলতানা আঙ্গুর, কালো চা এবং সবুজ কফি মটরশুটি। আমের মধ্যে, পি. পি. ও অনুঘটকযুক্ত এনজাইম্যাটিক বাদামীকরণ মূলত রস পোড়ানোর কারণে হয় যার ফলে ত্বক বাদামী হয়ে যায়। ক্যাটেকোল অক্সিডেস-টাইপ পিপিও আমের ত্বকের কোষের ক্লোরোপ্লাস্ট এবং ভ্যাকুয়লে এর ফেনোলিক সাবস্ট্রেটে অবস্থিত। সাপ বার্ন তাই আমের ত্বকে পিপিওর প্রাথমিক ঘটনা, কারণ এটি কোষের কামরা ভেঙে দেয়। পি. পি. ও আমের চামড়া, রস এবং সজ্জায় অবস্থিত, ত্বকে সর্বোচ্চ ক্রিয়াকলাপের মাত্রা সহ। অ্যাভোকাডোতে পিপিও অক্সিজেনের সংস্পর্শে আসার পরে দ্রুত বাদামী হয়ে যায়, মনোফেনল এবং পলিফেনল উভয়ের জারণ প্রতিক্রিয়া জড়িত একটি বহু-পদক্ষেপ প্রক্রিয়া, যার ফলে ও-কুইনন পণ্যগুলি পরবর্তীকালে অপরিবর্তনীয়ভাবে বাদামী পলিমারিক রঞ্জক (মেলানিন)-এ রূপান্তরিত হয়। একটি আপেলের সমস্ত অংশের ক্লোরোপ্লাস্ট এবং মাইটোকন্ড্রিয়ায় উপস্থিত আপেলে, পিপিও হল প্রধান উৎসেচক যা আপেলের উৎসেচক বাদামীকরণের জন্য দায়ী। প্রাক-প্রস্তুত ফল এবং শাকসব্জির ভোক্তাদের চাহিদা বৃদ্ধির কারণে, এনজাইম্যাটিক ব্রাউনিংয়ের একটি সমাধান গবেষণা এবং নতুন পণ্য বিকাশের একটি লক্ষ্যবস্তু ক্ষেত্র হয়ে দাঁড়িয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, প্রাক-কাটা আপেল একটি আকর্ষণীয় ভোক্তা পণ্য, তবে আপেল কাটা পিপিও ক্রিয়াকলাপকে প্ররোচিত করে, যার ফলে কাটা পৃষ্ঠগুলি বাদামী হয়ে যায় এবং তাদের নান্দনিক গুণমান হ্রাস পায়। খারাপভাবে পরিচালনা বা প্রক্রিয়াজাতকরণের সময় আপেলের রস এবং পিউরিগুলিতেও ব্রাউনিং ঘটে। আর্কটিক আপেল, পিপিও ক্রিয়াকলাপ হ্রাস করার জন্য জিনগতভাবে পরিবর্তিত ফলের একটি উদাহরণ, ট্রেডমার্কযুক্ত আপেলের একটি স্যুট যা পিপিওর অভিব্যক্তি দমন করতে জিন সাইলেন্সিং দ্বারা প্রাপ্ত একটি অ-বাদামী বৈশিষ্ট্য ধারণ করে, এইভাবে ফলের বাদামীকরণকে বাধা দেয়। খুবানিতে ক্লাইম্যাকটেরিক ফল হিসাবে খুবানী ফসল কাটার পরে দ্রুত পরিপক্ক হয়। সুপ্ত পিপিও ফর্মটি সংরক্ষণের প্রথম সপ্তাহগুলিতে স্বতঃস্ফূর্তভাবে সক্রিয় হতে পারে, 38 কেডিএ আণবিক ওজন সহ সক্রিয় এনজাইম তৈরি করে। অ্যাসকরবিক অ্যাসিড/প্রোটিজ সংমিশ্রণ একটি আশাব্যঞ্জক ব্যবহারিক অ্যান্টি-ব্রাউনিং পদ্ধতি গঠন করে কারণ চিকিত্সা করা এপ্রিকট পিউরিগুলি তাদের রঙ সংরক্ষণ করে। আলুতে আলুর কন্দের খোসা এবং বাইরের কর্টেক্স টিস্যুর 1-2 মিমি উচ্চ ঘনত্বে পাওয়া যায়, পিপিও পোকামাকড়ের শিকারের বিরুদ্ধে প্রতিরক্ষা হিসাবে আলুর মধ্যে ব্যবহৃত হয়, যার ফলে টিস্যুর ক্ষতি থেকে এনজাইম্যাটিক বাদামী হয়ে যায়। আলু কন্দের ত্বকের টিস্যুতে ক্ষতির ফলে কোষের বিন্যাসে ব্যাঘাত ঘটে, যার ফলে বাদামী হয়ে যায়। কন্দের অ্যামিনো অ্যাসিড গ্রুপের সাথে পিপিও কুইনন পণ্যগুলির প্রতিক্রিয়া থেকে বাদামী বা কালো রঞ্জক পদার্থ তৈরি হয়। আলুর ক্ষেত্রে, পি. পি. ও জিন শুধুমাত্র আলুর কন্দের মধ্যে নয়, বরং পাতা, পাপড়ি, ফুল এবং শিকড়েও প্রকাশিত হয়। আখরোটে (জুগ্লানস রেজিয়া), দুটি ভিন্ন জিন (জেআর পিপিও1 এবং জেআর পিপিও2) এনকোডিং পলিফেনল অক্সিডেস চিহ্নিত করা হয়েছে। দুটি আইসোএনজাইম বিভিন্ন স্তর পছন্দ করে, কারণ জেআর পিপিও1 মনোফেনলগুলির প্রতি উচ্চতর ক্রিয়াকলাপ দেখায়, যেখানে জেআর পিপিও2 ডাইফেনলগুলির প্রতি বেশি সক্রিয়। কালো পপলারে পপুলাস নিগ্রা থেকে একটি মনোমেরিক ক্যাটেকোল অক্সিডেস ক্যাফিক অ্যাসিডকে আহত কোষে কুইনন এবং মেলানিনে রূপান্তরিত করে। সম্পর্কিত এনজাইম প্রোফেনোলক্সিডেজ হল পরিপূরক প্রতিক্রিয়ার একটি পরিবর্তিত রূপ যা পোকামাকড়, কাঁকড়া এবং কৃমি সহ কিছু অমেরুদণ্ডী প্রাণীর মধ্যে পাওয়া যায়। হিমোসায়ানিন ফেনল জারণের সমতুল্য (যেমন। টাইরোসিনেজ) যেহেতু উভয় এনজাইমই তামা সক্রিয় সাইট সমন্বয় ভাগ করে নেয়। হিমোসায়ানিন পিপিও ক্রিয়াকলাপও প্রদর্শন করে, তবে সক্রিয় স্থানে বৃহত্তর স্টেরিক বাল্ক থেকে ধীর গতিবিদ্যার সাথে। আংশিক বিকৃতি আসলে সক্রিয় স্থানে আরও বেশি প্রবেশাধিকার প্রদান করে হিমোসায়ানিনের পিপিও ক্রিয়াকলাপকে উন্নত করে। অরিয়ুসিডিন সিন্থেস পলিফেনল অক্সিডেস উদ্ভিদের সমজাতীয়, তবে এতে কিছু উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন রয়েছে। অরোন সিন্থেস অরোন গঠনের অনুঘটক। কোরিয়োপসিস গ্র্যান্ডিফ্লোরা থেকে বিশুদ্ধ অরোন সিন্থেস আইসোলেকুইরিটিজেনিনের বিরুদ্ধে দুর্বল টাইরোসিনেজ ক্রিয়াকলাপ দেখায়, তবে এনজাইমটি ক্লাসিক টাইরোসিনেজ সাবস্ট্রেট এল-টাইরোসিন এবং টাইরামাইনের সাথে প্রতিক্রিয়া দেখায় না এবং তাই অবশ্যই ক্যাটেকোল অক্সিডেস হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা উচিত। আরও দেখুন ক্যাটেকোল অক্সিডেস টাইরোসিনেজ রেফারেন্স ইসি 1.14.18 কপার এনজাইম