МОНОФЕНОЛ-МОНООКСИГЕНАЗА, фермент класса оксидоредуктаз; систематическое название: монофенол, дигидроксифенилаланин: кислородоксидоредуктаза. Прочие названия: полифенолоксидаза, фенолаза, катехолоксидаза, монофенолоксидаза, тирозиназа, о- и и-дифенолоксидаза, ортофенолаза, урушиолоксидаза, а также лактаза — от латекса — японского лакового дерева, из которого был выделен впервые. Отнесение этой группы ферментов к данному подклассу оспаривается. Прежде они были классифицированы как о-Дифенол: кислородоксидо-редуктаза или о-Дифенолоксидаза и л-Дифенол: кислородоксидоредуктаза или и-Дифенолоксидаза. Акцептором в реакциях с участием М.-м. служит кислород; фермент широко распространен в растениях и грибах, играет важную роль в метаболизме клетки, катализируя гидроксилирование монофенолов в о-дифенолы и окисление фенольных соединений с образованием хинонов и воды:
О СН пирокатехин
Реакция протекает через стадию семихинонов. Каждая молекула фермента содержит 4 атома меди (0,2— 0,3%). В основе каталитич. деятельности М.-м. лежит обратимое окисление одновалентного атома Си+ в двухвалентный Си+ + . Ингибиторами фермента являются: диэтилдитиокарбамат натрия, салицилаль-доксим, тиомочевина, 2,3-нафталендиол, «-нитрофенол и др. Для М.-м. установлена множественность молекулярных форм. В связи с этим предложен термин "изоформы-фенолоксидазы". Они обладают одной каталитической функцией, но могут различаться структурой, физико-химических свойствами, субстратной специфичностью, отношением к ингибиторам, молекулярной массой. В растительной клетке М.-м. может находиться как в растворимом, так и в связанном состоянии в хлоропластах, митохондриях, микросомах. Соотношение форм может меняться в зависимости от физио-логич. состояния растения. Фенолоксидазная система в значительной степени осуществляет дыхательную функцию в тканях растений, способна окислять аскорбиновую, лимонную, яблочную и аминокислоты, пиридиннуклеотиды, цитохром С, принимает активное участие в лигнификации клеточных стенок, в биосинтезе фенолокислот; реагирует повышением активности на повреждение клетки, на внедрение инфекции в растительную ткань, в результате чего накапливаются хиноны, которые оказывают токсическое действие на клетки паразита. Фермент обнаружен в лозе, листьях, гребнях и ягодах винограда. В процессе вегетации куста отмечены 3 максимума активности М.-м. в листьях: в период цветения, в начале завязывания ягод и в начале их созревания. В экстрактах из листьев найдены 4 изоформы М.-м., сохраняющиеся на всех этапах вегетации куста. В хлоропластах активность в 4 раза выше, чем в митохондриях, активность растворимой фракции очень низка. В ягодах фермент локализуется в основном в пластидах (62%) и в митохондриях (25%), в начале созревания активность выше в мякоти, в конце — в кожице. Максимальная активность и наиболее полный набор изо-форм обнаруживается в первый период созревания, далее уменьшается содержание изоформ с кислотными функциями и увеличивается количество зон, pi которых располагаются в слабокислой и слабощелочной зонах. Высокая удельная активность фермента отмечена в сортах: Кокур, Мускат белый, Мускат александрийский, Шабаш, Каберне, Рислинг и др. Наиболее интенсивно М.-м. винограда катализирует окисление о-дифенолов, слабее окисляются фенолы с рядовым расположением ОН-групп, слабо — м-и и-дифенолы. Из монофенолов слабо окисляется «-крезол и не окисляется L-тирозин. Фермент, локализованный в клеточных структурах, проявляет максимальную активность при рН 5,2; растворимая фракция имеет 2 оптимальные зоны при рН 5,0 и рН 6,0 и температуре 30°С. В зоне рН виноградного сока активность фермента составляет 30% максимальной. Молекулярная масса различных фракций М.-м. винограда колеблется в пределах 20:70-103.
М.-м. играет значит, роль в технологии виноделия. Хиноны, образующиеся при ферментативном окислении фенольных веществ, дегидрируют легкоокисляемые вещества сусла (вина); вторичные окислительные процессы сопровождаются окислением ряда веществ, в т. ч. амино- и оксикислот. Интенсивность окраски сусла, его вкус в значит, мере зависят от глубины ферментативного окисления фенольных веществ. Сернистый ангидрид в дозе 80—100мг/дм3, блокируя активный центр, ингибирует растворимую форму М.-м., ингибируется фермент и в процессе брожения. Фермент, локализованный в твердых частях грозди, сохраняет до 80% исходной активности и после окончания брожения, поэтому при контакте вина с мезгой твердые элементы грозди служат источником естественно иммобилизованного фермента, что способствует ускорению созревания вин, требующих длительного контакта с мезгой, и особенно вин кахетинского типа. Активность фермента может быть определена полярографически, манометрически по объему поглощенного кислорода.
Литература: Соболева Г. А., Бокучева М. А. Фенолоксидазырастений.— В кн.: Успехи биологической химии. M., 1969, т. 10; Родопуло А. К. Биохимия виноделия. — Москва, 1971; Номенклатура ферментов / Под ред. А. Е. Браунштейна. Перевод с английского — Москва, 1999; Кретович В. Л. Биохимия растений. — Москва, 2000.