بررسي اثر يون هاي مس و روي بر فعاليت آنزيم ميروزيناز و تشكيل سولفارافان در گياه Lepidium draba

The study of Zn2+ and Cu2+ effects on myrosinase activity and sulforaphane production in Lepidium draba

ميروزيناز يك آنزيم بتا-تيوگلوكوزيد گلوكوهيدرولاز است كه با جدا نمودن يك گلوكز از گلوكوزينولات ها يك حدواسط ناپايدار بنام آگليكون توليد مي نمايد. اگليكون تحت شرايط محيط بازآرايي نموده و به تركيبات مختلفي از قبيل تيوسيانات، ايزوتيوسيانات و نيتريل تبديل مي شود كه از بين آن ها، ايزوتيوسيانات ها اهميت دارويي بسياري دارند. سولفارافان يكي از مهم ترين ايزوتيوسيانات ها است كه از هيدروليز گلوكوزينولات گلوكورافانين توسط ميروزيناز بدست مي آيد. در اين تحقيق، جهت بررسي اثر يون هاي مس و روي بر فعاليت آنزيم ميروزيناز و بازآرايي قطعه آگليكون در گياه ازمك (Lepidium draba)، بترتيب مقدار گلوكز و مقدار سولفارافان توليد شده مورد آناليز قرار گرفتند. نتايج نشان دهنده افزايش معني دار فعاليت آنزيم ميروزيناز در غلظت 8 ميكرومولار يون روي در مقايسه با نمونه شاهد مي-باشد، البته با افزايش غلظت اين يون در محيط، فعاليت آنزيم بطور معني داري كاهش يافت. در حاليكه در حضور يون هاي مس، فعاليت اين آنزيم در تمامي غلظت ها نسبت به نمونه شاهد به طور معني داري افزايش يافت و بيشترين ميزان فعاليت در غلظت 4 ميكرو مولار يون مس مشاهده گرديد. از طرف ديگر، مقدار سولفارافان در حضور هر دو يون به ويژه يون روي نسبت به نمونه شاهد كاهش يافت. از مجموع نتايج چنين استنباط مي شود، يون هاي مذكور به ويژه عنصر مس در غلظت هاي كم اثر تحريكي بر فعاليت ميروزيناز دارد. همچنين اين يون ها به ويژه يون روي بر بازآرايي آگليكون نيز تاثير داشته و مسير بازآرايي را به سمت تركيباتي ديگر، غير از ايزوتيوسيانات ها منحرف مي كنند. لذا حضور يون هاي فلزي در طي واكنش سبب كاهش توليد سولفارافان مي گردد

Myrosinase is a B-thioglucoside glucohydrolase enzyme which catalyzses the separation of glucose from glucosinolates and produces an unstable intermediate, aglycone. This intermediate will be rearranged and then converted to different compound such as thiocyanate, isothiocynate and nitrile, depending on the environmental conditions. Among them, isothiocyanates are more important compounds due to the pharmaceutical applications. Sulforaphane is the most isothioyanates which produces from glucosinolate glucoraphanin through myrosinase hydrolysis. In this study, in order to investigate the effects of Cu and Zn ions on myrosinase activity and rearrangement of aglycone fragment in Lepidium draba, glucose and sulforaphane content were measured respectively. The results showed that myrosinase activity significantly promoted at treatment with 8 µM Zn2+ in compared to the control and significantly reduced by the increase Zn2+ concentration in media. Elevated of the enzyme activity was seen at all Cu concentration which was more significant at 4 µM. On the other hand, sulforaphane content was reduced at presence of all concentrations of the both ions especially Zn ions. Overall, it deduced that the mentioned ions, especially Cu at low concentrations have stimulatory effects on myrosinase activity. These ions also affected rearrangement of the aglycone fragment particularly Zn which turned the rearranged pathway into other compound except isothiocyanates, therefore the sulforaphane content reduced at presence of these metals.