The role of selected amino acids of violaxanthine deepoxidase (EC 1.23.5.1) on the efficiency of catalyzed reaction at various concentrations of ascorbic acid

Cykl wiolaksantynowy zaliczany jest do cyklicznych, zależnych od natężeniaświatła przemian barwników ksantofilowych (tzw. cykli ksantofilowych), któreu organizmów autotroficznych pełnią wiele ważnych funkcji m.in chroniąposzczególne części aparatu fotosyntetycznego przed szkodliwym działaniemintensywnego promieniowania świetlnego. Deepoksydaza wiolaksantyny (VDE) jestjednym z enzymów biorących udział w dwuetapowym przekształcaniu wiolaksantyny(Vx) w zeaksantynę (Zx), w czasie którego powstaje produkt pośredni – anteraksantyna(Ax).W niniejszej pracy uzyskano 5 mutein punktowych (S183T, N187D, D190N,Q156N, P74V) w sekwencji nukleotydowej VDE ze szpinaku (Spinacia oleracea L.)w bakteryjnym systemie ekspresyjnym (E. coli BL21) oraz sprawdzono efektywnośćreakcji deepoksydacji in vitro z zastosowaniem różnych stężeń askorbinianu (Asc)w mieszaninie reakcyjnej. Badania składu barwników po reakcji przeprowadzonoz zastosowaniem metody HPLC. Największy wpływ na efektywność reakcji miałamutacja P74V i Q156N – w przypadkach tych przemiana Vx w Zx zachodziłanajwolniej.

The violaxanthine cycle is classified as cyclic, depending on the intensityof light changes of xanthophyll dyes (so-called xanthophyll cycles), which performsmany important functions in autotrophic organisms. It protects individual parts of thephotosynthetic apparatus against the harmful effects of intense light radiation.Violaxanthine deepoxidase (VDE) is one of the enzymes involved in the two-steptransformation of violaxanthin (Vx) into zeaxanthin (Zx), during which the intermediateproduct – anteraxanthin (Ax) is formed.In this study, 5 point muteins (S183T, N187D, D190N, Q156N, P74V) wereobtained in the VDE nucleotide sequence from spinach (Spinacia oleracea L.) in thebacterial expression system (E. coli BL21) and the effectiveness of in vitrodeepoxidation reactions with different ascorbate (Asc) concentrations was tested.Research on the composition of dyes after the reactions was carried out using the HPLCmethod.The P74V and Q156N mutations had the greatest impact on the reactionefficiency – in these cases the Vx to Zx transformation was the slowest.