Partıal purification and characterization of polyphenol oxidase enzyme from common-morning glory (ipomoea purpurea)

Abstract

In this study, it was aimed to compare the polyphenol oxidase activity of in vivo and in vitro grown Ipomoea purpurea (I. purpurea) plants. Towards this aim, leaves from local plants and in vitro propagated plants using LS (Linsmaier & Skoog) medium were used to prepare crude extracts and their polyphenol oxidase activities were measured. Among the plant crude extracts, it was determined that the leaves of the in vitro plant possessed higher polyphenol oxidase activity (3-fold activity) than local plant when catechol used as substrate. Then, the enzyme was 10.5-fold purified with a 57% activity recovery using the Three Phase Partitioning (TPP) system from in vitro plants. Molecular weight of the enzyme subunit was determined approximately 12.8 kDa by SDS-PAGE, and optimum pH and temperature values were determined as 7.0 and 30°C, respectively. Laccase, peroxidase and catechol oxidase activities were observed after activity staining of partially purified enzyme. From stability tests, it was noted that more than 75% and 65% of its original activity were maintained at temperatures 20°C-40°C and pH 7.0-9.0, respectively. In conclusion, it has been suggested that I. purpurea can be used as a source of polyphenol oxidase.

Bu çalışmada, in vivo ve in vitro olarak yetiştirilen Ipomoea purpurea (I. purpurea) bitkilerinin polifenol oksidaz aktivitelerinin karşılaştırılması amaçlandı. Bu amaçla yerel bitki ile LS (Linsmaier & Skoog) ortamında in vitro büyütülen bitki yapraklarından ham ekstrakt örnekleri optimum koşullarda hazırlanarak polifenol oksidaz aktiviteleri açısından karşılaştırıldı. Buna göre, bitkisel ham ekstrakt örneklerinden in vitro olarak üretilen bitkiye ait yaprakların yerel bitki örneğine göre katekol substratına karşı daha yüksek polifenol oksidaz aktivitesine (yaklaşık 3 kat daha yüksek aktivite) sahip olduğu belirlendi. Daha sonra enzim, kültür bitkisinden Üçlü-Faz Ayırma (TPP) sistemi ile %57 aktivite geri kazanımı ile 10,5 kat saflaştırıldı. Enzim alt birimine ait moleküler ağırlığı SDS-PAGE ile yaklaşık 12.8 kDa olarak hesaplanırken enzim optimum pH ve sıcaklık değerleri sırasıyla 7,0 ve 30°C olarak belirlendi. Aktivite boyama sonrası kısmen saf enzimde lakkaz, peroksidaz ve katekol oksidaz aktiviteleri tespit edildi. Ayrıca, 20°C ile 40°C arasında enzim aktivitesinin ≥%75, pH 7,0 ile 9,0 arasında ≥%65 oranında korunduğu tespit edildi. Sonuç olarak I. purpurea bitkisinin bir polifenol oksidaz kaynağı olarak kullanılabileceği önerilmektedir.