Тирозиназа - Tyrosinase
Тирозиназа - это оксидаза, которая является ферментом, ограничивающим скорость, для контроля производства меланина . Фермент в основном участвует в двух различных реакциях синтеза меланина, также известных как путь Рэпера Мейсона. Во-первых, гидроксилирование монофенола и, во-вторых, превращение о-дифенола в соответствующий о-хинон. о-Хинон претерпевает несколько реакций с образованием меланина. Тирозиназа - это медьсодержащий фермент, присутствующий в тканях растений и животных, который катализирует производство меланина и других пигментов из тирозина путем окисления. Он находится внутри меланосом, которые синтезируются в меланоцитах кожи . В организме человека фермента тирозиназы кодируется TYR гена .
Катализированная реакция
Тирозиназа осуществляет окисление фенолов, таких как тирозин и дофамин, с помощью двуокиси кислорода (O 2 ). В присутствии катехина , бензохинон образуется (см реакцию ниже). Водороды, удаленные из катехола, соединяются с кислородом с образованием воды .
Субстратная специфичность резко ограничивается в тирозиназе млекопитающих, которая использует только L-форму тирозина или DOPA в качестве субстратов и имеет ограниченную потребность в L-DOPA в качестве кофактора.
Активный сайт
монофенол монооксигеназа | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | |||||||||
ЕС нет. | 1.14.18.1 | ||||||||
№ CAS | 9002-10-2 | ||||||||
Базы данных | |||||||||
IntEnz | Просмотр IntEnz | ||||||||
BRENDA | BRENDA запись | ||||||||
ExPASy | Просмотр NiceZyme | ||||||||
КЕГГ | Запись в KEGG | ||||||||
MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
ПРИАМ | профиль | ||||||||
Структуры PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
Генная онтология | Amigo / QuickGO | ||||||||
|
Тирозиназа | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | |||||||||
Условное обозначение | Тирозиназа | ||||||||
Pfam | PF00264 | ||||||||
Клан пфам | CL0205 | ||||||||
ИнтерПро | IPR002227 | ||||||||
ПРОФИЛЬ | PDOC00398 | ||||||||
SCOP2 | 1hc2 / СФЕРА / СУПФАМ | ||||||||
|
Общий центральный домен тирозиназы | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | |||||||||
Условное обозначение | Тирозиназа | ||||||||
Pfam | PF00264 | ||||||||
ИнтерПро | IPR002227 | ||||||||
ПРОФИЛЬ | PDOC00398 | ||||||||
SCOP2 | 1hc2 / СФЕРА / СУПФАМ | ||||||||
|
Два атома меди в активном центре ферментов тирозиназы взаимодействуют с кислородом, образуя высокореактивный химический промежуточный продукт, который затем окисляет субстрат . Активность тирозиназы аналогична катехолоксидазе , родственному классу медных оксидаз . Тирозиназы и катехолоксидазы вместе называют полифенолоксидазами .
Состав
Тирозиназы были выделены и изучены у самых разных видов растений, животных и грибов. Тирозиназы разных видов различаются по своим структурным свойствам, тканевому распределению и клеточному расположению. Не было обнаружено общей структуры белка тирозиназы, встречающейся у всех видов. Ферменты, обнаруженные в тканях растений, животных и грибов, часто различаются по своей первичной структуре , размеру, характеру гликозилирования и характеристикам активации. Однако все тирозиназы имеют общий биядерный медный центр 3-го типа в своих активных центрах . Здесь каждый из двух атомов меди координирован с тремя остатками гистидина .
Растение
В естественных условиях , растительные ОПП выражаются как о 64-68 K Da белков , состоящих из трех доменов: в хлорпластического транзитный пептид (содержащий ~ 4-9 K Da тилакоидной сигнальный пептид ), каталитически активный домен (~ 37-42 кДа)содержащий биядерным медь центр, а с-концевой домен (\ 15-19 кДа) экранирование активного сайта .
Млекопитающее
Тирозиназа млекопитающих - это единственный трансмембранный белок, пронизывающий мембрану . У человека тирозиназа разделена на меланосомы, а каталитически активный домен белка находится в меланосомах. Лишь небольшая, ферментативно несущественная часть белка проникает в цитоплазму меланоцита .
В отличие от грибковой тирозиназы, тирозиназа человека представляет собой мембранно-связанный гликопротеин и содержит 13% углеводов.
Производный аллель TYR (rs2733832) связан с более светлой пигментацией кожи у людей. Это наиболее распространено в Европе , но также встречается в более низких, умеренных частотах в Центральной Азии , на Ближнем Востоке , в Северной Африке и среди пигмеев сан и мбути .
Бактериальный
В торфяниках, бактериальное tyrosinases предлагается выступать в качестве ключевых регуляторов хранения углерода путем удаления фенольных соединений, которые ингибируют деградацию из органического углерода .
Генная регуляция
Ген тирозиназы регулируется фактором транскрипции, связанным с микрофтальмией (MITF).
Клиническое значение
Мутация в гене тирозиназы, приводящая к нарушению выработки тирозиназы, приводит к окулокожному альбинизму I типа - наследственному заболеванию, которым страдает каждый 20000 человек.
Активность тирозиназы очень важна. Если его не контролировать во время синтеза меланина , это приводит к усилению синтеза меланина. Снижение активности тирозиназы было нацелено на улучшение или предотвращение состояний, связанных с гиперпигментацией кожи, таких как меланодермия и возрастные пятна .
Известно , что некоторые полифенолы, включая флавоноиды или стильбеноиды , аналоги субстратов, поглотители свободных радикалов и хелаторы меди, ингибируют тирозиназу. Отныне медицинская и косметическая промышленность сосредотачивают усилия на изучении ингибиторов тирозиназы для лечения кожных заболеваний.
Ингибиторы
Известные ингибиторы тирозиназы:
- Азелаиновая кислота
- Гидрохинон
- Арбутин
- Койевая кислота
- L- аскорбиновая кислота - витамин С
- Эллаговая кислота
- Транексамовая кислота
Приложения
В пищевой промышленности
В пищевой промышленности желательно ингибирование тирозиназы, поскольку тирозиназа катализирует окисление фенольных соединений, содержащихся во фруктах и овощах, до хинонов , что придает нежелательный вкус и цвет, а также снижает доступность некоторых незаменимых аминокислот, а также усвояемость продуктов. Таким образом, высокоэффективные ингибиторы тирозиназы также необходимы в сельском хозяйстве и пищевой промышленности. Хорошо известные ингибиторы тирозиназы включают койевую кислоту , трополон , кумарины , ванилиновую кислоту , ванилин и ванилиновый спирт .
У насекомых
Тирозиназа выполняет широкий спектр функций у насекомых, включая заживление ран, склеротизацию , синтез меланина и инкапсуляцию паразитов. В результате это важный фермент, так как он является защитным механизмом насекомых. Некоторые инсектициды подавляют тирозиназу.
В полимерах, вдохновленных клеем мидий
Тирозиназа активированной полимеризации из пептидов , содержащая цистеин и тирозин остатки , приводят к мидиям-клей вдохновленных полимерам . В тирозин остатки являются ферментативно окисляется до dopaquinones , к которому тиолов из цистеина может связать с помощью межмолекулярного Michael-дополнение . Получаемые полимеры прочно адсорбируются на различных поверхностях с высокой энергией адгезии .
использованная литература
внешние ссылки
- GeneReviews / NCBI / NIH / UW запись о кожно-кожном альбинизме 1 типа
- Тирозиназа в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)