Polifenol Oksidaz (PPO; EC 1.14.18.1), fenolik bileşikleri kinonlara oksitleyen ve kahverengileşme reaksiyonlarının başlıca sorumlusu olan bakır içeren bir oksidoredüktaz enzimidir.
| Özellik |
Açıklama |
| Moleküler yapı |
İki bakır iyonu (Cu²⁺) içeren oksidoredüktaz |
| Substratları |
Fenolik bileşikler (kateşin, tirosin, klorojenik asit vb.) |
| Optimal pH |
6.0 – 7.5 |
| Lokalizasyon |
Kloroplast, vakuol ve mitokondri zarında |
| Genel reaksiyon |
Fenol + O₂ → O-kinon + H₂O (→ melanin-benzeri pigmentler) |
Biyosentezi ve Etkileşimleri
| Aşama |
Süreç |
Etkileşimde Olduğu Bileşikler |
| Gen ekspresyonu |
Stres, yaralanma ve patojen saldırısı sonrası PPO genleri aktive olur |
Jasmonat, salisilik asit, etilen |
| Protein sentezi |
Ribozomlarda sentezlenir, kloroplasta taşınır |
Fenilalanin amonyum liyaz (PAL) ve Peroksidaz (POD) ile sinerjiktir |
| Oksidasyon döngüsü |
Cu²⁺ iyonları fenolik bileşikleri kinonlara dönüştürür |
Kinonlar polimerleşerek kahverengi pigment oluşturur |
| Diğer enzimlerle ilişkisi |
PPO genellikle POD ve SOD ile paralel çalışır |
Ortak hedef: oksidatif stres toleransı |
Bitkideki Fizyolojik Rolleri
| Fonksiyon |
Etkisi |
Tarımsal Önemi |
| Savunma mekanizması |
Yaralanan veya enfekte dokularda fenol oksidasyonu → toksik kinon üretimi |
Patojenlerin büyümesini sınırlar |
| Lignin ve tanen sentezi |
Hücre duvarını sertleştirir |
Doku dayanıklılığı artar |
| Yara yanıtı ve kallus oluşumu |
PPO aktivitesi kallus oluşumunu hızlandırır |
Aşı tutma başarısını destekler |
| Oksidatif denge |
Serbest radikalleri fenolik oksidasyonu ile nötralize eder |
Kuraklık ve sıcak stresinde dayanıklılık artar |
| Meyve kabuğu rengi ve kalite |
Oksidasyon sonucu kabukta renk koyulaşması |
Koz olgunlaşmasında doğal rol oynar |
Uygulama Alanları (Antepfıstığı ve diğer meyvelerde)
| Uygulama |
Dönem |
Amaç |
Etki |
| PPO aktivitesinin izlenmesi |
Çiçeklenme – hasat arası |
Stres durumunun biyokimyasal göstergesi |
Bitki sağlığı izlenir |
| Aşı ve yara iyileşmesi |
İlkbahar – sonbahar |
Kallus oluşumu, yara kapanması |
Savunma sistemini aktive eder |
| Depolama ve işleme kalitesi kontrolü |
Hasat sonrası |
Oksidatif kararma düzeyinin belirlenmesi |
Raf ömrü tahmini |
| Antioksidan uygulama denemeleri |
Yaprak/ meyve |
PPO aktivitesini dengelemek |
Kalite ve renk korunumu |
Eksiklik ve Fazlalık Belirtileri
| Durum |
Belirtiler |
Sonuç |
| Düşük PPO aktivitesi |
Zayıf yara iyileşmesi, patojenlere karşı hassasiyet |
Aşı başarısı düşer, çürüme artar |
| Yüksek PPO aktivitesi |
Yaprak ve meyve dokularında kararma, fenolik kaybı |
Koz kabuğu renginde koyulaşma, estetik kalite düşer |
| Optimal denge |
Savunma güçlü, oksidatif stres dengeli |
Bitki metabolizması stabil çalışır |
Antepfıstığı Tarımında Özel Önemi
| Etki Alanı |
Açıklama |
| Kuraklık ve sıcak stresinde savunma |
PPO aktivitesi artarak fenolik oksidasyonu başlatır; toksik kinonlar patojenleri sınırlar. |
| Hasat sonrası renk değişimi |
Kabuk dokusunda polifenol oksidasyonu, kozun olgunlaşma rengine geçişiyle ilişkilidir. |
| Aşı tutma süreci |
PPO, yara bölgesinde kallus ve lignin sentezini destekler. |
| Depolama ve işleme |
PPO aktivitesi, kabuk ve iç zar kararmasında belirleyici faktördür. |
| Biyotik stres (mantar/bakteri) |
PPO, fenolik oksidasyon yoluyla patojen girişini kimyasal olarak sınırlandırır. |
PPO Aktivitesini Tetikleyen Faktörler
| Faktör |
Mekanizma |
Sonuç |
| Kuraklık ve ısı stresi |
ROS artışı PPO gen ekspresyonunu uyarır |
Savunma aktive olur |
| Patojen enfeksiyonu (ör. Alternaria) |
Fenilpropanoid yolu aktive olur |
Fenolik oksidasyon ve kinon oluşumu |
| Yaralanma veya aşı |
Lokal oksidatif sinyal |
Kallus oluşumu artar |
| Yüksek ışık şiddeti (UV-A/B) |
ROS tetiklemesiyle enzim aktivitesi artar |
Yaprak ve meyve direnci artar |
| Ca²⁺ ve Silisyum uygulamaları |
Hücre duvarı enzim aktivatörüdür |
PPO ve POD enzim aktiviteleri artar |
| Etilen |
PPO genlerini aktive eder |
Olgunlaşma ve savunma reaksiyonu artar |
PPO Aktivitesini Baskılayan Ürünler / Uygulamalar
| Ürün / Uygulama |
Etki Mekanizması |
Sonuç |
| Antioksidanlar (Askorbik asit, Glutatyon) |
Kinonları indirger, oksidasyonu durdurur |
Kararmayı engeller |
| Sitokininler |
Fenolik oksidasyonu baskılar |
Yaprak yaşlanmasını geciktirir |
| Antietilenler (AVG, 1-MCP) |
Etilen sentezini engeller, PPO gen aktivitesini azaltır |
Savunma tepkisi azalır |
| Soğuk depolama (<10°C) |
Enzim kinetiğini yavaşlatır |
Renk kararması azalır |
| Aşırı azot gübrelemesi |
Fenolik bileşik sentezini düşürür |
PPO substratı azalır |
| Bakır eksikliği |
PPO’nun kofaktörü azaldığı için aktivite düşer |
Savunma zayıflar |
Diğer Enzimlerle Karşılaştırmalı Rolü
| Enzim |
Ana Rol |
PPO ile Etkileşim |
| Peroksidaz (POD) |
H₂O₂ detoksifikasyonu |
PPO ile sinerjik çalışır, aynı savunma hattında görev alır |
| Fenilalanin amonyum liyaz (PAL) |
Fenolik sentezi başlatır |
PPO, PAL’ın ürettiği fenolleri oksitler |
| Katalaz (CAT) |
ROS detoksifikasyonu |
PPO aktivitesini dengeleyici etki sağlar |
Sonuç ve Teknik Değerlendirme
-Polifenol Oksidaz (PPO), antepfıstığında hem savunma enzimi hem de fizyolojik olgunlaşma belirteci olarak kritik öneme sahiptir.
-Yüksek aktivite, meyve olgunlaşması ve patojen direncinde avantaj sağlarken, aşırı aktivite post-harvest dönemde kararma ve kalite kaybı riskini artırır.
-Fenolik içeriği yüksek ve Ca–Si destekli uygulamalar, PPO dengesini optimum düzeyde tutar.
-Askorbik asit, antioksidanlar ve antietilen uygulamaları, PPO aktivitesini kontrollü biçimde düşürmek için etkili araçlardır.
