近日，维也纳大学生物物理化学学院的Annette Rompel研究小组，探索了蘑菇腐败过程中“褐变”背后的机制。科学家们向人们演示了，酶在从“褐变”发生前到真菌腐败过程中扮演了何种角色。本研究在线发表于《植物化学和晶体学报》（Phytochemistry and Acta Crystallographica）。

    目前，探索酪氨酸酶色素沉积的机制，是医学和工艺学者们共同的兴趣所在。含铜酶普遍存在于动物和人类体内，是抵抗紫外线辐射的保护通路中重要的一员。它同时也是阐明食品腐败机制和防止食物腐败的潜在手段。蘑菇被选为研究对象，是因为他们的低成本和随时可用性。另外，它们对研究者们还是一种有价值的研究对象，主要是因其酶含量很高，真菌对酪氨酸酶潜能的研究是一种十分理想的来源。因此，蘑菇是食物腐败通路研究的模型生物。

无活性前体的阐明

    从2012年起，人们在蘑菇中已经发现了六种不同的酪氨酸酶（PPO1到6），其中PPO3和PPO4含量最高。造成真核生物（细胞内有细胞核的生物）内食物腐败机制的酶通常在生物发育期有对应的无活性前体。此前体通过特殊的化学裂解被激活。在裂解位置，覆盖在活性位置的蛋白质片段被移除，底物（酪氨酸和其他单酚）可以与活性位置接触，并且在化学反应中起到重要作用。

新的分离方法和独特的试剂是成功法宝

    之前发表的文献汇总，没有一种可以成功分离PPO4的方法。这是第一次，在维也纳大学生物物理化学学院，用一步分离法，从自然来源中分离潜在的酪氨酸酶。酶的特征鉴定由化学学院接手。化学学院由Andreas Rizzi领导，与生物物理化学学院有密切合作关系，他们同属于维也纳大学。在成功从中提出大量纯PPO4后，研究者们可以鉴定和优化晶体条件，以便更好的形成蛋白质晶体。此过程只有在使用一种十分不寻常的共结晶试剂--安德森型的多金属氧酸盐的条件下，才能完成。

医学和生物技术的完美结合

    于维也纳大学工作的博士生Stephan Mauracher在学校名为“功能分子”的计划中扮演重要角色。由于此研究，研究者们才有了足够数量的纯化酶去鉴定分类。不来梅雅各布大学的Ulrich Kortz，负责合成所需的多金属氧酸盐，并且建议在蛋白质结晶过程中使用共结晶底物。

此研究计划由奥地利科学基金会继续完成。“此研究让PPO4的结晶化和3d结构探索研究成为现实，我们拭目以待，”Anette Rompel说。

相关信息：

1. Stephan Gerhard Mauracher, Christian Molitor, Rami Al-Oweini, Ulrich Kortz, Annette Rompel. Latent and activeabPPO4 mushroom tyrosinase cocrystallized with hexatungstotellurate(VI) in a single crystal. Acta Crystallographica Section D Biological Crystallography, 2014; 70 (9): 2301 DOI:10.1107/S1399004714013777
2. Stephan Gerhard Mauracher, Christian Molitor, Rami Al-Oweini, Ulrich Kortz, Annette Rompel. Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of latent isoform PPO4 mushroom (Agaricus bisporus)tyrosinase.Acta Crystallographica Section F Structural Biology Communications, 2014; 70 (2): 263 DOI: 10.1107/S2053230X14000582
3. Stephan G. Mauracher, Christian Molitor, Claudia Michael, Martin Kragl, Andreas Rizzi, Annette Rompel. High level protein-purification allows the unambiguous polypeptide determination of latent isoform PPO4 of mushroom tyrosinase.Phytochemistry, 2014; 99: 14 DOI: 10.1016/j.phytochem.2013.12.016