アスコルビン酸オキシダーゼは、メロン、種子、穀類、ならびに果実・野菜に存在する銅含有酵素である。本酵素はアスコルビン酸を酸化し、水およびデヒドロアスコルビン酸を生成する。非酵素的酸化と比較すると、アスコルビン酸オキシダーゼによる反応では水が生成されるのに対し、非酵素的酸化では過酸化水素が生成される。

図1．アスコルビン酸オキシダーゼ二量体。

概要

アスコルビン酸オキシダーゼは銅含有酵素であり、細胞質に局在する、または細胞壁に結合して存在し、他の酸化還元反応と共役して末端酸化酵素として機能する。アスコルビン酸の酸化を触媒し、抗老化作用を有するとされるほか、物質代謝において重要な役割を担う。本酵素の触媒作用下で、分子状酸素はアスコルビン酸を酸化してデヒドロアスコルビン酸へ変換する。デヒドロアスコルビン酸は細胞質および細胞壁に存在し、当該酵素は銅を含有する。ピルビン酸、イソクエン酸、α-ケトグルタル酸、リンゴ酸、グルコース、6-リン酸などは、脱水素酵素の作用によりHプロトンを除去し、補酵素へ移動させ、さらにグルタチオンを介してHプロトンをアスコルビン酸へ受け渡す。アスコルビン酸はアスコルビン酸オキシダーゼの作用により酸化され不活化し、Hは酸素と結合して水を生成する。

アスコルビン酸オキシダーゼ活性に影響する因子

1. 温度

研究により、アスコルビン酸オキシダーゼは45℃未満で2つの活性ピークを示し、50℃超では1つのピークを示すことが報告されている。50℃未満では酵素活性の持続時間が長く、40分に達する一方、温度上昇に伴い活性ピークは前倒しとなる。55℃超では酵素活性の持続時間は非常に短く、60℃では20分程度にとどまる。

2. pH

アスコルビン酸オキシダーゼ活性はpHの影響を大きく受ける。研究では、pH 5～7の範囲で高い活性を示し、pH 5で最も強く、1.06活性単位に達し得ることが示されている。pHが上昇するにつれて活性は低下し、pHが高いほど低下幅は大きい。pH 9では活性は0.35活性単位にとどまる。以上より、アスコルビン酸オキシダーゼの至適pHは5であることが示唆される。

3. 光強度および窒素形態

トマトの生育に対して光条件および窒素条件を変えて検討したところ、高光強度下ではアンモニウム態窒素を供給した植物の生育が抑制され、生葉単位重量当たりのクロロフィル含量が有意に低下し、アスコルビン酸オキシダーゼ活性は硝酸態窒素供給植物より有意に高かった。一方、低光条件下では窒素形態間で有意差は認められなかった。タバコの生育過程においても、硝酸態窒素およびアンモニウム態窒素の異なる処理で同様の結論が得られ、すなわちアンモニウム態窒素量の増加に伴いアスコルビン酸含量が増加し、アスコルビン酸オキシダーゼ活性が低いことが示された。

4. 低温、オゾンおよび減圧

低温は酵素活性を低く維持し、果実の呼吸速度を低下させる。また、O3（オゾン）はアスコルビン酸オキシダーゼ活性を阻害する。試験では、0～500 mg/m³の範囲でO3濃度が高いほど阻害効果が強いことが示されている。O3はアスコルビン酸含量の維持に寄与し、0～500 mg/m³の範囲では、O3濃度が高いほどアスコルビン酸含量が高い傾向が認められる。減圧は、アスコルビン酸オキシダーゼ活性の阻害、果実硬度の維持、およびアスコルビン酸含量の維持に有意な効果を示す。これは、減圧により当該酵素が膨潤状態となり、基質との結合が阻害されるためである可能性がある。冬棗（ナツメ）の湿冷貯蔵について、冷蔵および湿冷貯蔵の2条件で処理したところ、湿冷貯蔵は冬棗のビタミンC含量およびアスコルビン酸オキシダーゼ活性を抑制し、貯蔵性を改善した。

参考文献

1. Boyer PD.; et al. The Enzymes. 8 (2nd ed.). New York: Academic Press. 1963, 297-311.