Capsaicin and its vanillic acid derivatives - capsaicinoids are well-known as major heat compounds synthesized by hot pepper (Capsicum annuum) during its fruit-maturation. Capsaicinoid biosysnthetic pathway is one of branches of plant phenolic compound biosysnthesis such as lignin, anthocyanin, flavonoid, and tannins. The most likely pathway of capsaicin biosynthesis was proposed but not yet fully elucidated. Capsaicinoids are synthesized by condensation of phenolic ring derived from phenylalanine and iso-type fatty acids derived from acetyl CoA's and amino acid, valine. In most cases of chemical capsaicinoid constructions, phenyl ring is constant but iso-type fatty acids chain is variable in their number of carbons, double bonds, and branching. The condensation step is performed by capsaicinoid synthesizing enzyme, if any, capsaicin synthetase (CS). So far properties of CS - optimal pH, optimal temperature, cofactor requirements, and substrate specificities was studied but no purification-concerned themes.
As substrates included in assay system, isocapric acid (8-methylnonanoic acid, iso-type fatty acid chain of dihydrocapsacin) and vanillylamine (4-methoxy-3-methoxybenzylamine) was used. Capsaicin synthetase was enriched by ammonium sulfate mediated salting-out and DEAE-cellulose anion-exchange chromatography. At 30 to 70% of ammonium sulfate saturation most of activity was visualized. And at about 35% salt gradient during elution of anion-exchange column most of activity was found. Nonradioactive detection by TLC was performed successfully but after longer incubation than radioactive detection method. Optimum incubation time was estimated as 16 hours or so. After 16 hours of incubation there was decomposition of pre-synthesized dihydrocapsaicin.
고추(Capsicum annuum)에 의해 생합성되는 capsaicin과 그 유도체들은 매운맛을 내는 주성분이다. capsaicin 생합성 경로는 거의 모든 식물체가 방어의 목적으로 만들어 내는 2차산물인 리그닌, 플라보노이드, 탄닌 등의 합성경로에서 나오는 한 곁가지이다. capsaicin 생합성경로는 화학적인 방법에 의해 주로 밝혀졌으며 현재까지 완전하지는 않지만 그 골간이 알려져있다. capsaicin은 phenylalanine으로 부터 유도되는 phenyl ring과 acetyl CoA와 amino acid-valine로 부터 유도되는 iso-type fatty acid chain의 중합에 의해 만들어 진다. capsaicin 유도체의 화학 구조는 일정한 구조를 갖는 phenyl ring에 의한 것이 아니라 탄소 숫자, 이중결합의 위치, branching 방법에 의해 구조 변화가 심한 iso-type fatty acid chain 부분에 의해 결정된다. 이들 간의 중합은 존재할 것으로 생각하는 capsaicin synthetase에 의해 이루어진다. 현재까지 밝혀진 바로는 적정 pH, 온도, cofactor 요구, 기질 특이성 등이 있지만 순수분리에 관한 연구는 없었다.
방사성동이원소표지가 되지 않은 isocapric acid(8-metylnonanoic acid)와 vanillylamine(4-hydroxy-3-methoxybenzylamine)을 기질로한 assay system을 사용하여 capsaicin sysnthetase를 enrichment 하였으며, 여기서 순수분리 조건으로 결정된 사항은 ammonium sulfate를 사용한 salting-out에서의 30 to 70% ammonium sulfate saturation, DEAE-cellulose anion-exchange chromatography에 비교하여 산물인 dihydrocapsaicin의 검출에 있어 주의할 사항은 효소반응 시간을 16시간 이하로 해야한다는 것이다. 16시간 이상의 반응 시간에서 효소의 변성과 dihydrocapsaicin의 변성이 예상된다.
