氧化三甲胺酶对海洋鱼类的的研究进展.doc

氧化三甲胺酶对海洋鱼类影响的研究进展 摘要 氧化三甲胺脱甲基酶(TMAOase) 能催化氧化三甲胺(TMAO)分解成二甲胺(DMA) 和甲醛( FA)是许多海洋鱼类体内产生甲醛的重要的酶，并且与水产品甲醛的本底含量和鱼肉的腐败变质密切相关。本文对TMAOase的分布、活性测定、分离纯化以及酶学特性等方面研究进行了较为全面的综述。 关键词：氧化三甲胺酶；甲醛；研究进展 鱼肉在冷冻和冰冻贮存过程中，肌肉组织中的三甲胺(TMAO)在氧化三甲胺酶(trimethylamine-N-oxide demethylase，TMAOase)的作用下分解为二甲胺(dimethylamine，DMA)和甲醛(formaldehyde，FA)[1-3]。DMA和FA是一种重要的食品安全危害因子，食用可直接对人体产生产生毒害作用。同时FA对许多鱼类产品腐败变质还有重要作用，FA与肌肉中的蛋白质发生反应导致鱼肉质构变差、疏水性增加，导致鱼肉质量变差甚至变质[4]。TMAOase在国外已经引起了科学家的广泛关注，并且把甲醛的含量和TMAOase的活性作为衡量鱼类产品腐败变质的指标[5]。TMAOase活性主要是通过测定其底物TMAO的代谢产物DMA和FA来衡量，这在许多鱼类组织中尤其是在鳕鱼类组织器官中得到检测和证实，但是反应的机理和TMAOase生理作用还不清楚[6]。在国内该酶的研究报道较少，只见到FA产生机理的综述文章[7]，本文就近年来TMAOase的研究进展进行较为全面的综述。 1 TMAOase 的种类和来源 TMAOase是可以将TMAO分解为DMA和FA的一类酶系统，包括trimethylamine oxide aldolase，trimethylamine-N-oxide formaldehydelyase，trimethylamine-N-oxide demethylase[8-10]。1963年，Amona等[11]在研究鱼类中甲醛时就提出甲醛的产生和代谢可能与某一种酶相关。1965年，Yamada和Amano[12]发现在Alaska绿鳕(Theragra chalcogramma)幽门盲肠中存在一种因子可以分解TMAO，氧气对其活性有很大的抑制作用，pH5.0时表现出最大活性，此因子具有酶的特性，且与氧化三甲胺分解有关，所以被称作氧化三甲胺酶。到目前为止，人们一直认为TMSOase是一种多酶体系，但其种类和详细组成仍不清楚。1982年，Gill等[14]用不同的等电点(主要是酸性pH范围)从鳕鱼(Gadu smorhua)肾脏中分离出四种TMAOase的同工酶，最适pH为5.0，亚甲基蓝可激活酶使其达到最大活性，但酶的活性不受氧气浓度影响。1982年Lundstrom[15]证实了红鳕肌肉中存在TMAOase活性，且该酶活性中心的离径范围大于0.1μｍ。1983年Reece[16]报道了在鳕鱼肌肉中存在两种有TMAOase活性的酶，其中一种酶受氧气和氰化钾抑制，而另一种酶不受这两种因子影响。Gill[14]认为TMAOase主要集中在溶酶体膜上，而Parkin等[17]从红鳕(Urophycis chuss)肌肉微粒体中分离出一种有TMAOase活性的组分，SDS电泳显示该酶由数种蛋白组成。1992年Joly[18]等通过阴离子交换层析，从绿鳕(Pollachius virens)肾脏中分离出三种高分子量(200～2000kDa)的独立的酶，它们的等电点不同，分别是4.1、4.5、5.0。 2 TMAOase 的分布 TMAOase广泛分布于海产动物组织中，在鱼类中白肉鱼中的含量比红肉鱼多，而在淡水动物中则没有TMAOase，即使存在含量也极微。在一些深海鱼类中，特别是在鳕鱼类中的含量较高，如狗鳕、鳕、黑线鳕、蓝牙鳕、牙鳕、绿鳕、红鳕等，这些鱼都是商业价值很高的鱼类。冷冻或者冰冻鳕鱼片是保持鳕鱼类质量的一种常规贮存方法，但是鳕鱼类体内TMAOase活性很高，即使在冷冻或冰冻状态TMAOase仍然存在活性[19]。此外，在贝类[13]、褐虾[20]以及长舌鲷[13]中也发现了TMAOase活性。TMAOase在同一种鱼类各个组织器官中的分布也不同。Gill等[14]报道TMAOase主要集中在内脏器官和红肉中；Rehbein等[6]报道TMAOase大部分存在于肾脏和脾中，但是在肌肉中少有发现；Tomioka等[21]发现Alaska绿鳕幽门盲肠存在较高的TMAOase活性；红鳕[17 , 19]和Alaska绿鳕[22]肌肉中存在TMAOase活性。由此可见，TMAOase存在于许多鱼类组织中，尤其是内脏器官如肾脏、脾、肝脏和幽门盲肠中。 3 TMAOase 的分离纯化方法 TMAOase的分离纯化是研究酶学性质的前提和基础，