3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực ti ễn của đề tài
1.6.2. Cơ chế sinh tổng hợp ethylene ở giai đoạn sau thu hoạch của rau quả
Trong cây trồng, ethylene được tổng hợp với một lượng nhỏ từ các quá trình
trao đổi chất ở tất cả các mô khác nhau của cây rồi được khuếch tán đến các cơ quan,
bộ phận khác nhau của cây dưới dạng hợp chất ACC (1-aminocyclopropane 1-
carboxylic acid). Tại mọi nơi trong cây trồng, ACC có thể được chuyển hóa thành ethylene và gây ảnh hưởng đến sinh lý phát triển của cây cho dù vị trí đó ở xa nơi sản
sinh ra ACC [19].
Quả sau khi thu hái vẫn tiếp tục các hoạt động sống, biến đổi sinh lý, sinh
hoá,… trong quả vẫn xảy ra trong quá trình bảo quản. Song song với quá trình hô hấp,
quả sản sinh ra khí ethylene. Khi quả gần chín hàm lượng chất này đạt đến mức cực
đại. Khí ethylene kích thích sự phân giải chlorophyll và quá trình chín quả. Quả hô hấp đột biến sinh ra nhiều ethylene trong quá trình chín hơn các loại khác. Sự chín trong
quả đột biến hô hấp được bắt đầu bởi sự tăng đột biến trong sự sinh sản ethylene. Mức
độ sản sinh ra ethylene thay đổi nhiều theo từng loại quả [6].
Theo Scaramagli và cs (1999), ethylene là tín hiệu biểu đạt cho hoạt động của
nhiều enzyme khác nhau dẫn đến sự thay đổi về màu sắc, hương vị và trạng thái của
quả. Do đó, có thể xem ethylene là chất xúc tác sinh học quan trọng cho nhiều quá trình sinh lý, sinh hóa xảy ra trong cơ thể thực vật [71].
Đường hướng sinh tổng hợp ethylene đã được Yang và Edward phát hiện vào
năm 1984 [79]. Xuất phát ban đầu của chu trình là acid amin methionine (MET), đi qua
hai sản phẩm trung gian là S-adenosyl methionine (SAM) và 1-aminocyclopropane 1- cacboxylic acid (ACC), tạo ra sản phẩm cuối cùng là ethylene. Quá trình sinh tổng hợp
Hình 1.7. Sơ đồ sinh tổng hợp ethylene [94]
Chu trình tổng hợp ethylene hay còn được gọi là chu trình Yang [79] hoặc MSAE
(viết tắt các từ đầu sản phẩm của chu trình). Quá trình sinh tổng hợp ethylene được bắt
đầu từ acid amin methionine (MET), từ MET chuyển hoá thành S-adenosyl methionine
(SAM) nhờ tác dụng xúc tác của enzyme SAM synthase. Theo quan điểm của Lurssen
và cs (1979), trong quá trình sinh tổng hợp ethylene từ acid amin MET, hoạt tính của hai
enzyme ACC-synthase và ACC-oxydase đóng vai trò quan trọng trong quá trình điều
hoà sản sinh ethylene và bị ảnh hưởng bởi các ion kim loại nặng [57].
Từ SAM chuyển hóa theo 2 con đường khác nhau, một phần chuyển hóa thành
1-aminocyclopropane 1-carboxylic acid (ACC) nhờ tác dụng xúc tác của enzyme
aminocyclopropane carboxylate synthase (ACC synthase). Ngoài ACC, nó còn chuyển
hóa thành 5’-methylthioadenosine (MTA), được sử dụng cho quá trình tổng hợp
methionine mới. Quá trình trở lại MET sẽ diễn ra yếu khi quả chín dần; khi đó hợp
chất ACC sinh ra nhiều. Từ ACC chuyển hoá thành ethylene nhờ xúc tác của enzyme
aminocyclopropane carboxylate oxydase (ACC oxydase) [54].
Một hướng thực hiện khác, khi trong môi trường có mặt enzyme ACC-N-
malonyltransferase thì enzyme này có thể làm đổi hướng đi từ ACC đến ethylene để
tạo ra một dẫn xuất kết hợp, đó là Malonyl ACC (MACC). MACC được coi là một sản
phẩm không hoạt động, bị cô lập ở trong không bào và chỉ có thể biến đổi trở lại ACC